多轴伺服系统的非线性PID交叉耦合轮廓控制

摘要

针对多轴伺服系统动态特性不匹配及轴间耦合带来的轮廓控制问题,在分析系统轮廓误差的基础上,将非线性PID控制器(NLPID)应用于单轴位置控制和交叉耦合控制(CCC).对于任意轮廓曲线,非线性PID交叉耦合轮廓控制(NLPID-CCC)在加快伺服轴动态响应提高单轴跟踪精度的同时,实时估计轮廓误差后进行动态增益补偿至各轴,实现轴间信息共享减小系统轮廓误差.利用X-Y平台以典型的圆轮廓进行实验,结果表明:与变增益CCC方法相比,NLPID-CCC方法在轮廓误差的均方根值、最大值和平均值分别减少了30.77％、32.65％和30.43％,有效加快了伺服轴动态响应,提高了系统的轮廓加工精度.