一种高精度音圈电机位置控制系统及方法
2025-02-22 21:12
No.1342967278211440640
技术概要
PDF全文
本技术公开了一种高精度音圈电机位置控制系统及方法。本发明基于音圈电机的工作原理,根据电平衡方程和力平衡方程对音圈电机建立数学模型,由音圈电机的各项参数得到其传递函数。根据此传递函数,设计的控制算法能够根据音圈电机控制系统的反馈差值误差和误差变化自适应调整PID参数增益,改进了模糊控制的隶属度函数,提高了音圈电机控制系统的控制精度和系统的鲁棒性,同时采用RBF神经网络作为PID增益补偿器,通过在线学习和调整,通过设定权值来结合模糊控制和RBF神经网络的输出控制参数增量,克服了传统PID控制易受环境干扰的缺点,增强系统的抗干扰能力和稳定性。
背景技术
在一些需要对位移和力进行高精度的测量和控制的场合,如:光刻机、数码相机和硬盘驱动器等高精度定位系统,通常采用高精度的音圈电机来实现。在音圈电机控制系统中,通常采用传统比例积分微分控制,此算法具有可靠性高,发展相对成熟的特点。 传统PID控制可以通过调整控制器的三个参数来改善系统的动态和静态性能,但在实际应用场景中会因为外界环境干扰因素和音圈电机内部性能参数的改变导致控制精度变低的现象,以及存在PID控制器抗干扰能力弱和非线性系统中适用性不强的问题。 现有技术对传统PID控制进行了一些优化改进,例如: 现有技术一提出基于P-D控制的双闭环控制器,增强了系统的抗干扰能力,同时采用前馈误差补偿来消除因为频率响应数据辨识不准确造成的前馈位置误差。 现有技术二提出一种采用位置前馈和位置反馈PID控制的音圈电机位置控制系统,对音圈电机位置环采用位置前馈和PID控制。 现有技术三采用PID控制的方法,设计了“比例前馈-反馈”的复合控制器,采用MATLAB/Simulink建立系统模型进行仿真分析,验证了其设计的Stewart平台的隔振有很好的效果。 现有技术四采用模糊PID控制音圈电机,通过阶跃响应性能实验得到模糊PID的上升时间、稳态时间以及超调量都比传统PID性能好。 现有技术五提出了一种基于神经网络的智能控制策略,利用S函数实现神经网络的在线调整,参数自动调整寻优,采用Simulink仿真得到此算法的跟踪误差较小,验证了此算法的可行性。 综上,对于音圈电机的高精度控制,在传统控制时面临着实现以下问题:1.及时调整音圈电机的电流和位置需要实现快速响应,这对控制系统的硬件和控制算法要求很高;2.音圈电机的力-电流关系可以近似为线性关系,但空气阻力、导轨摩擦和其他机械阻力会引入非线性因素,需要考虑这些因素带来的影响,提升控制精度,而传统的PID控制不能有效地消除这些误差。
实现思路
阅读余下40%
技术概要为部分技术内容,查看PDF获取完整资料
该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
韩强  许启跃  叶树亮
技术所属: 中国计量大学
相关技术
一种基于纳米纤维素纤丝和纤维素纳米晶的锌离子电池阳极材料制备方法及应用 一种基于纳米纤维素纤丝和纤维素纳米晶的锌离子电池阳极材料制备方法及应用
应用于双有源桥变换器的高自由度调整策略及优化方法 应用于双有源桥变换器的高自由度调整策略及优化方法
一种转子位置的无传感器检测方法 一种转子位置的无传感器检测方法
一种电解液添加剂、电解液以及应用 一种电解液添加剂、电解液以及应用
一种基于多流股换热的卡诺电池系统 一种基于多流股换热的卡诺电池系统
一种旋转摩擦加电装置 一种旋转摩擦加电装置
一种基于范德华辅助层的二维异质结洁净转移技术 一种基于范德华辅助层的二维异质结洁净转移技术
基于锁频环的并网变流器虚拟惯性控制装置、方法 基于锁频环的并网变流器虚拟惯性控制装置、方法
基于过零点检测的振荡频率提取方法及系统 基于过零点检测的振荡频率提取方法及系统
一种锂电池复合铝箔及其制备方法 一种锂电池复合铝箔及其制备方法
技术分类
电信、广播电视和卫星传输服务 电信、广播电视和卫星传输服务
互联网软件服务 互联网软件服务
集成电路设计 集成电路设计
信息集成数字服务 信息集成数字服务
电气机械制造 电气机械制造
计算机、通信、电子设备制造 计算机、通信、电子设备制造
医药制造、生物基材料 医药制造、生物基材料
石油煤矿化学用品加工 石油煤矿化学用品加工
化学原料制品加工 化学原料制品加工
非金属矿物加工 非金属矿物加工
金属制品加工 金属制品加工
专用设备制造 专用设备制造
通用设备制造 通用设备制造
通用零部件制造 通用零部件制造
汽车制造业 汽车制造业
铁路、船舶、航天设备制造 铁路、船舶、航天设备制造
电力、热力生产和供应 电力、热力生产和供应
燃气生产和供应 燃气生产和供应
水生产和供应 水生产和供应
房屋建筑、土木工程 房屋建筑、土木工程
交通运输、仓储和邮政 交通运输、仓储和邮政
农、林、牧、渔业 农、林、牧、渔业
采矿业 采矿业
农副、食品加工 农副、食品加工
烟草、酒水加工 烟草、酒水加工
纺织皮具居家制品 纺织皮具居家制品
文教体娱加工 文教体娱加工
苏ICP备18062519号-5 © 2018-2025 【123技术园】 版权所有,并保留所有权利