三自由度气浮平面电机非线性运动控制研究  

Study of Planar Motor Motion Control Based on Nonlinear Feedback

作　　者：余东东[1] 杨开明[1] 朱煜[1] 李鑫[1] 崔乐卿[1] 

机构地区：[1]清华大学摩擦学国家重点实验室,北京市海淀区100084

出　　处：《中国电机工程学报》2012年第S1期236-241,共6页Proceedings of the CSEE

基　　金：基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(2009CB724205)~~

摘　　要：长行程多自由度气浮平面电机广泛应用于高精度场合,如半导体制造装备、超精密仪器等。但气浮平面电机存在系统噪声大、易受外界干扰的问题,采用高增益线性控制器可有效抑制低频干扰,但会放大系统噪声。针对上述问题,为进一步提高运动与定位精度,提出一种基于轨迹跟踪误差幅值的变增益非线性控制算法,并采用扫描函数法证明所提方法的稳定性。当误差值大于阈值时,利用较大的附加增益以消除低频误差;反之,利用小增益以避免放大高频系统噪声。轨迹跟踪实验结果表明,相对于线性控制算法,非线性控制算法作用下跟踪误差小于1m,有效提升了系统的轨迹跟踪与定位性能,在增强系统抑制低频干扰能力的同时降低了对噪声的敏感性。长行程多自由度气浮平面电机广泛应用于高精度场合,如半导体制造装备、超精密仪器等。但气浮平面电机存在系统噪声大、易受外界干扰的问题,采用高增益线性控制器可有效抑制低频干扰,但会放大系统噪声。针对上述问题,为进一步提高运动与定位精度,提出一种基于轨迹跟踪误差幅值的变增益非线性控制算法,并采用扫描函数法证明所提方法的稳定性。当误差值大于阈值时,利用较大的附加增益以消除低频误差;反之,利用小增益以避免放大高频系统噪声。轨迹跟踪实验结果表明,相对于线性控制算法,非线性控制算法作用下跟踪误差小于1m,有效提升了系统的轨迹跟踪与定位性能,在增强系统抑制低频干扰能力的同时降低了对噪声的敏感性。

关 键 词：平面电机 低频扰动 非线性控制 轨迹跟踪 噪声抑制 

分 类 号：TM3-55[电气工程—电机]