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运动控制技术是工业自动化领域的通用技术,高精度、高速度是现代运动控制的主要追求目标,开展高速高精运动控制技术的研究,有着重大的意义。本文围绕着高速精密运动伺服系统中在目标轨迹规划已知的情况下,如何提高进给机构的轨迹跟踪精度,从实验系统与科学研究的角度,对平台的硬件结构、控制软件和控制器方面进行了讨论及研究。主要工作如下：
(1)针对运动控制的实验及研究需要,利用现有的开放式通用运动控制卡,构建了一套具有"PC+运动控制卡+伺服电机”的硬件控制体系的实验系统,该系统执行机构采用伺服电机+滚珠丝杠驱动定位平台来实现。这些措施使系统具备快速的响应速度和较高的执行精度,为实验分析提供了很好的物质支持。
(2)建立了基于常规PI速度环控制算法的调速系统的数学模型,为系统的仿真研究及性能分析奠定了基础。
(3)分析常见的运动速度轨迹规划算法--梯形速度曲线和S形速度曲线,以仿真和实验结果验证S形速度曲线更能提高执行机构运动过程的位置精度和改善系统速度跟踪性能,使机构的运动更为平稳。
(4)提出基于预期迭代学习控制(A-ILC)和比例(P)控制相结合的位置控制方案,利用A-ILC控制器对系统不确定因素进行补偿,同时利用P控制器来提高系统的鲁棒性；并利用Matlab软件对系统的数学模型应用所给出的控制策略进行仿真研究,同时在实验平台上进行相应的实验,仿真和实验结果表明采用基于P+A-ILC的控制方案仅需要对象少量的信息就能满足系统的性能要求,鲁棒性强,可以减小位置跟踪误差,提高位置控制精度。