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基于动态滑模的微定位平台轨迹跟踪控制

宋季强 张爱华 杨凌耀

宋季强, 张爱华, 杨凌耀. 基于动态滑模的微定位平台轨迹跟踪控制[J]. 上海工程技术大学学报, 2022, 36(3): 261-266. doi: 10.12299/jsues.21-0193
引用本文: 宋季强, 张爱华, 杨凌耀. 基于动态滑模的微定位平台轨迹跟踪控制[J]. 上海工程技术大学学报, 2022, 36(3): 261-266. doi: 10.12299/jsues.21-0193
SONG Jiqiang, ZHANG Aihua, YANG Lingyao. Trajectory tracking control of micro positioning platform based on dynamic sliding mode[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2022, 36(3): 261-266. doi: 10.12299/jsues.21-0193
Citation: SONG Jiqiang, ZHANG Aihua, YANG Lingyao. Trajectory tracking control of micro positioning platform based on dynamic sliding mode[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2022, 36(3): 261-266. doi: 10.12299/jsues.21-0193

基于动态滑模的微定位平台轨迹跟踪控制

doi: 10.12299/jsues.21-0193
基金项目: 国家自然科学基金项目资助(51905331);国家自然科学基金面上项目资助(21ZR1426000)
详细信息
    作者简介:

    宋季强(1998−),男,在读硕士,研究方向为智能体运动协调控制. E-mail:sjq6954@163.com

    通讯作者:

    张爱华(1986−),女,讲师,博士,研究方向为船舶、机器人等智能体运动控制. E-mail:aihua100yi@163.com

  • 中图分类号: TP29

Trajectory tracking control of micro positioning platform based on dynamic sliding mode

  • 摘要:

    音圈电机驱动的微定位平台作为高精密度运动平台,被广泛应用于精密加工、微机电等领域. 针对音圈电机驱动的微定位平台的高精度平稳跟踪控制问题,结合归一法和理论建模的参数建立具有参数不确定性的二阶微分方程数学模型,以柔性机构实际位移作为输入,平台控制率作输出;鉴于模型参数不确定的特点,通过建立误差的二阶滑模面,提出基于动态滑模的微定位平台跟踪控制,通过李雅普诺夫稳定性理论获得系统稳定的结论. 通过平台试验对比分析提出的控制算法,结果表明提出的动态滑模控制算法在保证较小抖振的前提下,都能完成轨迹跟踪,跟踪精度比传统滑模提高13.4%和4%,且跟踪更平稳,具有良好的工程前景.

  • 图  1  微定位平台

    Figure  1.  Micro positioning platform

    图  2  柔性机构

    Figure  2.  Flexible mechanism

    图  3  微定位平台控制系统

    Figure  3.  Micro positioning platform control system

    图  4  系统程序框图

    Figure  4.  System program block diagram

    图  5  不同控制器作用下轨迹跟踪变化曲线

    Figure  5.  Trajectory tracking variation under different controllers

    图  7  不同控制器作用下跟踪误差变化曲线

    Figure  7.  Tracking error variation under different controllers

    图  6  不同控制器作用下输出电压变化曲线

    Figure  6.  Output voltage variation under different controllers

    表  1  不同信号跟踪误差

    Table  1.   Different signal tracking error

    信号种类动态滑模传统滑模
    最大稳态
    误差/mm
    均方根稳
    态误差/mm
    最大稳态
    误差/mm
    均方根稳
    态误差/mm
    正弦0.19000.04750.54670.1067
    阶跃0.02450.02950.12430.0308
    三角波0.20130.05382.04620.9752
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-22
  • 刊出日期:  2022-06-30

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