直驱XY平台伺服系统预测鲁棒轮廓跟踪控制

摘要

针对直驱XY平台中存在的系统延迟、系统参数变化、负载扰动等不确定性以及双轴之间的耦合问题,依据模型预测控制、扰动观测及解耦控制理论,设计了一种模型预测控制器(MPC)、扰动观测器(DOB)和交叉耦合控制器(CCC)相结合的预测鲁棒跟踪控制系统.利用MPC作为前馈控制器,通过模型预测、滚动优化和反馈校正提高系统的跟踪性能.DOB能够抑制系统参数变化及外部负载扰动等不确定性因素对系统伺服性能的影响,提高系统的鲁棒性能.CCC能补偿两轴间的轮廓误差,解决双轴间的耦合问题.仿真实验结果表明,所设计的系统具有快速准确的跟踪性能和较强的鲁棒性能.所提出的控制方案能够有效地减小系统的轮廓误差,进而提高了XY平台的轮廓加工精确度.