[实用新型]三轴运动平台改进型交叉耦合控制装置

说明书

技术领域：本实用新型提供一种三轴运动平台改进型交叉耦合控制装置及方法，属于数控技术领域。

背景技术：现代数控加工系统中，两轴XY平台轮廓控制已无法满足人们对复杂元件的加工要求，因此引入三轴运动平台轮廓控制技术，以实现对空间三维零件轮廓的精密加工。三轴运动平台是受永磁同步直线电机直接驱动，避免了“滚珠+丝杠”的中间传动环节，提高系统的加工效率。

实用新型内容：

实用新型目的：本实用新型提供一种三轴运动平台改进型交叉耦合控制装置及方法，其目的是解决以往的方式做存在的问题。

技术方案：本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种三轴运动平台改进型交叉耦合控制装置，其特征在于：该装置包括主电路、控制电路和控制对象三部分；主电路包括交流调压模块、整流滤波模块和IPM逆变模块；控制电路包括DSP处理器、电流采样电路、动子位置采样电路、电压调整电路、IPM隔离驱动电路和IPM保护电路；控制对象为三相永磁直线同步电机，机身装有光栅尺；电流采样电路、动子位置采样电路、电压调整电路、IPM隔离驱动电路和IPM保护电路均与DSP处理器连接，IPM隔离驱动电路和IPM保护电路与IPM逆变模块连接，电流采样电路通过霍尔传感器连接至三相永磁直线同步电机，电压调整电路连接交流调压模块，交流调压模块连接整流滤波模块，整流滤波模块连接IPM逆变模块，IPM逆变模块连接三相永磁直线同步电机，三相永磁直线同步电机上的光栅尺与动子位置采样电路连接。

利用上述的三轴运动平台改进型交叉耦合控制装置实施的三轴运动平台改进型交叉耦合控制方法，其特征在于：该方法采用一种轮廓误差估算法，来建立三轴运动平台的轮廓误差模型，并将单轴跟踪控制与三轴交叉耦合控制相结合，改进了以往的交叉耦合控制结构，从而保证了系统单轴跟踪精度以及轮廓精度均趋近于零。

单轴跟踪控制，单轴跟踪控制采用位置—速度环双闭环控制方式，单轴跟踪控制系统设计。

速度环采用具有前馈的伪微分反馈控制器，即PDFF控制器，其控制算法表示为：

u=ki∫0t(vd-va)dt+kfvd-kpva---(1)]]>

其中k_f为前馈补偿增益，k_i为积分增益，k_p为比例增益；速度环控制输入v_d(s)与实际输出速度函数v_a(s)间的关系为：