高速扫描振镜动力学控制系统的建模与仿真

摘要

cqvip:本高速扫描振镜是激光加工装备的核心器件,振镜在高速运行中其控制系统的控制性能受到线性与非线性等多种因素的影响,其影响因素较为复杂且具有多变性,因此高速扫描振镜控制性能的研究较少,致使激光加工精度与稳定性研究受到影响。本文针对扫描式激光振镜打标系统平台,首先基于电机平衡方程与Stribeck摩擦模型建立了带摩擦的振镜电机动力学数学模型,其次在电机模型基础上添加电流环、速度环、位置环三环PID控制并采用负反馈构建振镜控制系统Simulink仿真模型。应用仿真模型对打标圆进行仿真。通过仿真结果和实验结果对比显示,仿真圆度误差与实验结果在误差大小和变化规律上都有较高的重合性,可以说明此振镜控制仿真模型与实际振镜控制系统匹配度较好,其控制性能与实际振镜十分一致,一定程度上可代替实际振镜控制系统来进行研究,为高速扫描式振镜控制系统的控制性能研究提供了新的思路。