基于双边界层滑模观测器的双轴直驱平台迭代学习轮廓控制

原浩， 赵希梅， 杜畅

(1.沈阳工业大学 电气工程学院，沈阳 110870；2.大连理工大学 控制科学与工程学院，辽宁 大连 116024)

0 引 言

目前，随着制造业对加工品质的需求日趋提高，由永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor, PMLSM)组成的双轴直驱平台因其响应速度快、定位精度高、可靠性好等特点已经广泛用于精密制造领域[1-2]。由于双轴之间运动不协调和系统存在的参数变化、摩擦力等不确定性，从而产生的轮廓误差将严重影响伺服系统的轮廓控制性能[3-4]。因此必须保证双轴的协调控制并对系统的不确定性进行补偿，以减小轮廓误差。

为满足双轴直驱平台的轮廓加工要求，文献[5]通过交叉耦合控制(cross-coupled control, CCC)，将实际轮廓近似为直线轮廓，利用双轴的跟踪误差计算得到轮廓误差，达到减小轮廓误差的目的。但这种方法仅适用于斜率缓慢变化的线性轮廓，在加工高进给率和存在尖角的轮廓时，该方法产生的轮廓误差较大。为了克服这一问题，文献[6]在切向轮廓控制中提出了坐标变换的方法，将沿轮廓法线方向的跟踪误差分量近似为轮廓误差；在此基础上，文献[7]提出一种在全局任务坐标系下建立的轮廓误差模型，在高进给率的参考轮廓下能够有效地减小轮廓误差。然而该方法需要建立准确的轮廓误差模型，对于复杂轮廓难以适用[8]。文献[9]提出了一种基于牛顿极值搜索算法的动态轮廓误差估计来搜索轮廓误差点，对轮廓误差进行精确估计。但低通滤波器可能会导致相位滞后。……