[发明专利]一种双运动台精密协同控制系统及方法

权利要求书

1.一种双运动台精密协同控制系统，其特征在于：包括轨迹生成器C_r、运动台1的闭环系统以及运动台2的闭环系统，所述运动台1的闭环系统包括反馈控制器C₁、前馈控制信号e_f1、运动台1的模型P₁，所述运动台2的闭环系统包括反馈控制器C₂、前馈控制信号e_f2、运动台2的模型P₂，所述轨迹生成器C_r生成运动台1的期望运动轨迹y_d1及运动台2的期望运动轨迹y_d2，所述运动台2的期望运动轨迹y_d2与所述运动台1的期望运动轨迹y_d1满足关系式y_d2＝γy_d1，γ为比例系数，运动台1的闭环系统根据运动台1的期望运动轨迹y_d1减去运动台1的实际运动轨迹y₁，得到运动台1的伺服误差e₁，运动台2的闭环系统根据运动台2的期望运动轨迹y_d2减去运动台2的实际运动轨迹y₂，得到运动台2的伺服误差e₂，所述运动台1的伺服误差e₁加上所述前馈控制信号e_f1得到信号e_c1，所述信号e_c1经过反馈控制器C₁得到控制信号u₁，所述控制信号u₁作用于运动台1的模型P₁，得到所述运动台1的实际运动轨迹y₁，所述运动台2的伺服误差e₂加上所述前馈控制信号e_f2得到信号e_c2，所述信号e_c2经过反馈控制器C₂得到控制信号u₂，所述控制信号u₂作用于运动台2的模型P₂，得到所述运动台2的实际运动轨迹y₂，协同运动误差

其控制方法包括以下步骤：

步骤一：迭代实验次数j赋初值为j＝1，前馈控制信号及前馈控制信号均赋初值为0,其中上标j表示当前迭代次数，k＝0,1,2,...,N-1为协同控制系统的离散采样时刻，N为采样点数；

步骤二：进行第j次迭代实验，运行协同控制系统，分别测量运动台1的实际运动轨迹与运动台2的实际运动轨迹计算运动台1的伺服误差运动台2的伺服误差以及协同运动误差

步骤三：按如下方式更新前馈控制信号e_f1及前馈控制信号e_f2：

其中，z为时间前移算子，对于任意离散信号x(k)满足z^βx(k)＝x(k+β)，T₁为运动台1的闭环系统的离散模型，T₂为运动台2的闭环系统的离散模型，满足α^j为学习系数，β为相位超前系数；

步骤四：迭代次数j值加1，转至步骤二，直至协同运动误差满足精度要求，或者迭代次数j达到最大允许值，则停止迭代实验。

2.根据权利要求1所述的一种双运动台精密协同控制系统，其特征在于：所述运动台1的模型P₁通过对运动台1的执行器、驱动对象和测量传感器建模得到，所述运动台2的模型P₂通过对运动台2的执行器、驱动对象和测量传感器建模得到。

3.根据权利要求1所述的一种双运动台精密协同控制系统，其特征在于：所述反馈控制器C₁及所述反馈控制器C₂由比例-积分-微分环节串联低通滤波器所构成，或由比例-积分环节串联一阶超前控制器所构成。

4.根据权利要求1所述的一种双运动台精密协同控制系统，其特征在于：所述步骤三中学习系数α^j采用自适应方法设计按下式进行更新：

其中为符号函数，当时，当时，