基于重复控制的直线伺服系统研究

课题以非圆数控车削为应用背景，研制出行程5mm、推力800N、频响250HZ的直线伺服系统。研究工作包括①提出了直线电机组合驱动磁路概念和工程优化设计方法，设计了采用弹簧和直线滚动复合支承方式的直线电机。②研制了采用光栅传感器的全数字反馈直线伺服系统，提高了采样频率和检测精度。设计了基于 DSP的控制器结构，提高了计算速度，便于实现复杂控制算法。③建立了直线伺服单元的数学模型，采用线性最优跟踪控制、非线性伺服跟踪控制和重复学习控制等策略，提高了系统跟踪性能和抗干扰能力。④直线伺服系统用于活塞数控车床上，加工出了合格的产品。此外还对适用于高速加工中心进给驱动的永磁同步直线电机及其伺服控制技术进行了分析与研究。