【正文】 obot mechanism by bining conventional VSS theory and the disturbance estimation approach. However, the rigid body assumption, which neglects the presence of distributed or concentrated elasticity, can make that control input frequencies of the switcher excite neglected resonant modes. Furthermore, in discretetime systems discontinuous control fails to ensure the sliding mode and has to be replaced by continuous control (Young et al., 1999). Avoiding discontinuousfeedback control issues associated with unmodelled dynamics and related chattering are no longer critical. Chattering bees a nonissue. In plants where control actuators have limited bandwidth there are two possibilities: actuator bandwidth is outside the required closedloop bandwidth, or, the desired closedloop bandwidth is beyond the actuator bandwidth. In the fist case, the actuator dynamics are to be considered as the nonmodelled dynamics. Consequently, the sliding mode using discontinuous VSS control cannot occur, because the control plant input is continuous. Therefore, the disturbance estimation approach is preferred rather than VSS disturbance rejection. In the second case, the actuator dynamics are to be lumped together with the plant. The matching conditions (Draz\enovicH, 1969) for disturbance rejection and insensitivity to parameter variations in the sliding mode are violated. This results from having dominant dynamics inserted between the physical input to the plant and the controller output. When unmatched disturbances exist the VSS control cannot guarantee the invariant sliding motion. This restriction may be relaxed by introducing a highorder sliding mode control in which the sliding manifold is chosen so that the associated transfer function has a relative degree larger than one (Fridman amp。激光切割機(jī)的 驅(qū)動 機(jī)構(gòu) 是由帶傳動機(jī)構(gòu)組成的。由于存在彈力 ,摩擦力和干擾 ,利用可行的傳統(tǒng)的控制方法得到的閉環(huán)回路是有限的。 算例分析表明文中有效控制 抑制機(jī)械振動和保證系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)牟淮_定性。 簡介： 對許多工業(yè)驅(qū)動器，運動控制的性能具有非常重要性。如應(yīng)用在機(jī)床必須滿足這些高的要求。這篇論文講述了激光切割機(jī)的一種低成本的建立在有兩個自由度的二維笛卡爾表基礎(chǔ)上的運動控制算法 (圖 1)。驅(qū)動系統(tǒng)中的正時帶具有吸引力是因為它具有高速度、高效、遠(yuǎn) 距離行進(jìn)和低成本特性 (霍斯 ,1996) 。因此 ,傳動帶遭受較低的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。因此 ,傳統(tǒng)的控制方法像比例積分控制、比例微分控制或 比例積分微分控制 未達(dá)到可接受的性能。在這片論文中講述了一種先進(jìn)的穩(wěn)定的運動控制方案 ,內(nèi)容涉及到正時帶驅(qū)動的運動控制。用變結(jié)構(gòu)系統(tǒng) (VSS)理論使其得到了強(qiáng)健的抵御與一個名義上的對象模型有關(guān)的干擾的性能。 然而 ,就像文章指出 , 因為是為剛性機(jī)器人機(jī)制而研制的故不是穩(wěn)定諧振帶動力學(xué)。因此 ,保證其低位置跟蹤誤差的快速反應(yīng)。激光切割機(jī)的陳述和控制系統(tǒng)模型機(jī)械傳動在文章的第二 節(jié)。 第四節(jié)是實驗結(jié)果和后續(xù)討論。 .機(jī)床的描述 激光切割機(jī)包括 XY工作臺和激光系統(tǒng)（如圖 1）。 必須移坐標(biāo)軸且與放置激光頭在水平面里。他們提供沿卡迪爾 XY軸和 Z軸移動。 驅(qū)動機(jī)構(gòu)﹑激光頭以及激光器放置在橋接器上 ,以確保激光束有一條高品 質(zhì)的光路徑。激光頭代表 X驅(qū)動的負(fù)荷 , 它負(fù)載了全部 X驅(qū)動系統(tǒng)，包括激光頭和激光器，而 Y驅(qū)動由電機(jī)來負(fù)載。 定位系統(tǒng)由運動控制器 ,放大器 ,直流電機(jī)與驅(qū)動系統(tǒng)。 當(dāng)帶傳動由旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為線性運動變速箱降低了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 Y驅(qū)動機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜。每個橋面都連接到其中一個傳動帶上。 2 .2 假設(shè) 這臺機(jī)器驅(qū)動代表一個復(fù)雜的非線性分布參數(shù)系統(tǒng)。根據(jù)控制設(shè)計觀點 ,困難產(chǎn)生于在所要控制帶寬 (~ 10赫茲 )出現(xiàn)的機(jī)械振動。因此 ,一個簡單的數(shù)學(xué)模型將只考慮它的一階共振 ,而忽視了高階動態(tài)。其次 ,控制器設(shè)計應(yīng)充分地應(yīng)對多諧振峰值的大幅下降直到保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性的情況下的高 階共振。 ●變速箱里的小間隙和取決于 應(yīng)用拉伸的正時帶 的帶傳動機(jī)構(gòu)的間隙是可以忽略不計的。 ●相對其他傳動系統(tǒng)中的部件從動帶輪的慣性是可以忽略不計的。在控制設(shè)計 ,由于傳動機(jī)構(gòu)的可重復(fù)性和準(zhǔn)確性都比較低，負(fù)載的不確定的位置必須加以考量。 帶傳動模型 可用一個多質(zhì)子系統(tǒng)仿制帶傳動機(jī)構(gòu)采用模態(tài)分析。根據(jù)以上的假設(shè)條件 ,可以得到輪 車架系統(tǒng)模型。從動輪及負(fù)載主要集中在負(fù)荷質(zhì)量上。電機(jī)軸承、齒輪箱、傳動機(jī)構(gòu)以及非模型的高階動態(tài)里的摩擦力都被看作是一個影響著傳動方面還有負(fù)載方面的不為人知的干擾。 皮帶的延展由于正時帶的固有彈性。假設(shè)單位傳送值為常數(shù) (L= 1)?？刂圃O(shè)備包括兩個由一個串級結(jié)構(gòu)連接的部分。第二部分包括負(fù)載部分動力學(xué)。描述了動力式（ 1。負(fù)載動力公式是 （ 4） Fw傳動負(fù)載的力 （ 5） 圖 3是彈性驅(qū)動力學(xué)的模型。J是動測慣量﹔ K是彈簧剛度﹔ 是 機(jī)軸角位置﹔ x負(fù)負(fù)載位置﹔ w是帶張力﹔τ是 干擾力矩 。 圖 4 力學(xué)模型方框圖 :所提到的字母解釋是一樣的。 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 保證了不確定模型系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性 ,即它已被證明在 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 理論 ,就是閉合回路決定于移動方式的選擇。如果系統(tǒng)的狀態(tài)是局限于滑動方式然后一移動的模型的出現(xiàn)?；Ｃ媸怯刹皇芟到y(tǒng)中的不確定性影響的降階系統(tǒng)控制的。 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制的主要部分 是它 的不連續(xù)控制作用 。在這種情況下 ,傳統(tǒng)的連續(xù)時間 /不連續(xù) 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制 方法可以得到了成功的應(yīng)用。振動在力學(xué)系統(tǒng)里是一個不良的現(xiàn)象，因為所要求的操作不能實現(xiàn)，更糟糕的是伺服系統(tǒng)的機(jī)械零件都有可能被弄毀。因為 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制 的主要目的就是抵制干擾及系統(tǒng)的未知干擾參數(shù)，如果擾動具有足夠的補(bǔ) 償就有必要使不連續(xù)的反饋控制消失 ,例如通過使用干擾估計。然而 ,忽視了分散或者集中應(yīng)力的存在的剛體假設(shè)會使轉(zhuǎn)換裝置的控制輸入頻率引起與忽略的模型共振。為避免與為建模動力學(xué)和震動有關(guān)的不連續(xù)反饋控制相關(guān)的問題不再是至關(guān)重要的。 設(shè)備里控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝置，它有兩種可能的有限的帶寬 :執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶寬超出所要求的閉合回路 的帶寬 ,或者 ,想要的閉合回路帶寬超出了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的帶寬。因此 ,該滑?？刂撇?用不連續(xù) 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制 不能實行 ,因為控制設(shè)備輸入是連續(xù)的。在第二種情況下 ,驅(qū)動器動力學(xué)是與設(shè)備合并在一起的。因為裝置具有的主導(dǎo)動力學(xué)之間插入物理輸入和控制器的輸出。這一限制可以輕松 通過引入高階滑?？刂凭褪嵌喾N滑模的選擇 ,以便相關(guān)的傳遞函數(shù)有一個相對階數(shù)大于一。后來 ,二階滑?？刂票徽{(diào)用來創(chuàng)建一個動態(tài)控制器通過在一種派生的控制輸入上短暫的不連續(xù)控制作用消除了抖振問題。圖 (1)(5)和系統(tǒng)輸出是負(fù)載的位置。本文提出控制算法根據(jù)詰責(zé)尼克提出的 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制 運動控制理論被發(fā)現(xiàn)了。因此 ,本文中所出現(xiàn)的系統(tǒng)的魯棒軌跡跟蹤控制算法已經(jīng)派生的用到在二階滑模控制里。根據(jù) 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制 干擾的估計方法 ,將會發(fā)現(xiàn)所提出的運動控制計算的干擾估計特性與詰責(zé)尼克的控制算法相似。因此 ,本文提出的運動控制器由一種在外回路的魯棒位置追蹤控制器和在內(nèi)回路的振動控制器組成 (圖 6)。 傳動控制變可變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制 設(shè)計。第 。