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基于虚拟质心的GSLQR最优控制和力前馈解耦控制算法

GSLQR Optimal Control and Force Feedforward Decoupling Control Algorithm Based on Virtual Centroid

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针对龙门同步双驱(GSD)平台因负载不均导致的同步误差影响加工精度的问题,目前的研究大多忽略了双驱轴之间的交叉耦合效应,或者重负载在龙门架横梁上的位置变化对同步误差的影响.为解决这一问题,首先,通过定义龙门架横梁的虚拟质心,量化双驱电机之间的交叉耦合力;然后,设计一种基于虚拟质心的GSLQR最优控制和力前馈解耦控制算法;最后,进行仿真实验.仿真实验结果表明,该算法的同步误差最大值比GSLQR最优控制算法和推力分配算法分别降低了约70%和60%,提高了GSD平台的同步性能和运动性能.
In response to the problem of synchronization errors affecting machining accuracy caused by uneven load on the gantry synchronous dual drive(GSD)platform,current research has mostly ignored the cross-coupling effect between the dual drive shafts,or the impact of changes in the position of heavy loads on the gantry crossbeam on synchronization errors.To solve this problem,first,quantify the cross-coupling force between the dual drive motors by defining the virtual center of mass of the gantry crossbeam;Then,design a GSLQR optimal control and force feedforward decoupling control algorithm based on virtual centroid;Finally,conduct simulation experiments.The simulation experiment results show that the maximum synchronization error of the algorithm is reduced by about 70%and 60%compared to the GSLQR optimal control algorithm and thrust allocation algorithm,respectively,improving the synchronization and motion performance of the GSD platform.

gantry synchronous dual drive platformgantry synchronous linear quadratic regulatoroptimal controlforce feedforward decoupling controlvirtual centroidheavy load

谢翰君、王钦若

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广东工业大学自动化学院,广东 广州 510000

龙门同步双驱平台 龙门同步线性二次调节器 最优控制 力前馈解耦控制 虚拟质心 重负载

沧州市重大科技成果转化专项

161001002D

2024

10.3969/j.issn.1674-2605.2024.03.003

自动化与信息工程
广东省科学院自动化工程研制中心 广州市自动化学会

自动化与信息工程

影响因子：0.319
ISSN：1674-2605
年,卷(期)：2024.45(3)
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