[发明专利]一种双轴运动平台的定位与动态轨迹跟踪控制装置及方法

摘要

一种双轴运动平台的定位与动态轨迹跟踪控制装置及方法，属于多轴运动控制技术领域。根据指令运动轨迹的形状，设定位置坐标，两个直线电机接收到同样的指令信号并开始运动；确定每个直线电机的实测位置与实际速度；再计算每个直线电机的位置跟踪误差和转速偏差；若执行定位指令，则进行变速切换控制；在实时执行的动态轨迹跟踪控制过程中，通过选取Lyapunov函数，初步设计反演滑模控制律即永磁同步直线电机的控制电流，再结合自适应方法，实时修正该控制律，并将修正后的控制律即修正后的输入电流反馈至系统；本发明能够使平台的定位速度平滑过渡，提高平台的定位精度，且能够抑制平台系统中存在的扰动，实现对动态轨迹的精密跟踪控制。

主权项

一种双轴运动平台的定位与动态轨迹跟踪控制装置，包括：DSP处理器；用于将光栅尺采集的位置速度信号转化为可被DSP识别的数字量的位置速度检测电路；用于采集电机电流并将电流模拟量转变为DSP可以识别的数字量的电流检测电路；用于对DSP进行参数设置和DSP处理结果进行显示的按键显示板；DSP处理器与按键显示板相连接；DSP处理器还依次通过功率接口板、IGBT驱动板和两组三相半桥IGBT组与构成双轴运动平台的X轴永磁同步直线电机和Y轴永磁同步直线电机相连；每个永磁同步直线电机的输出端连接光栅尺、光栅尺与位置速度检测电路相连，然后将检测的位置速度信号通过功率接口板送至DSP处理器的一路输入端；每个永磁同步直线电机的电流输入线路上连接霍尔传感器，霍尔传感器与电流检测电路相连，然后将检测的电流信号通过功率接口板送至DSP处理器的另一路输入端；其特征在于：所述DSP处理器内还设置有位置给定器、变速切换控制器和主位置控制器；所述的位置给定器用于根据指令运动轨迹的形状，分别对X轴永磁同步直线电机与Y轴永磁同步直线电机的初始位置坐标及实时运动位置坐标进行设定；所述的变速切换控制器：根据定位控制指令发出的时刻，预设时刻t0、t1、t2、t3，并分别在时间段(t0～t1)、(t1～t2)、(t2～t3)内依次完成双轴运动平台的等加速度控制、等速度控制与等减速度控制；所述的主位置控制器：在实时进行的动态轨迹跟踪控制过程中，通过选取双重Lyapunov函数，初步设计反演滑模控制律，再结合自适应方法，实时修正该控制律，并将修正后的控制律反馈至系统，以消除双轴运动平台执行动态轨迹跟踪过程中产生的跟踪误差。