电磁驱快速刀具伺服闭环系统DOB补偿增益PID阻尼控制器设计

作者：卢银菊^*; 刘萌萌; 谢忠兵; 李峰; 张国强

来源：制造技术与机床, 2023, (05): 119-123.

DOI：10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.05.016

• 快速刀具伺服
• 电磁力
• 阻尼控制
• PID控制
• 扰动观测器

为了弥补快速刀具伺服(fast tool servo,FTS)系统驱动不足的问题，开发了一种电磁驱动直接数字式频率合成器(direct digital synthesizer,DDS)系统来实现高带宽轨迹的跟踪控制方法。利用静态增益实现参数前馈补偿，通过线性控制建立扰动观测器(disturbance observer,DOB)补偿前馈增益处理。开展实验测试分析，从控制器中采集控制指令，实现对FTS励磁线圈的驱动作用，完成输出位移控制。研究结果表明：采用PAVPF控制器时对谐振峰起到了明显抑制，发挥理想减振作用。通过阻尼控制保持稳定裕度恒定，再通过更高增益PID控制器对系统实施控制，实现系统闭环带宽的显著增加。PAVPF阻尼达到了±2μm误差；提高DOB增益后系统最大跟踪误差降低值接近±0.16μm。该研究具有很好的控制精度，为高精度刀具控制起到理论支撑作用。

• 单位
  河南理工大学; 郑州理工职业学院; 内江职业技术学院; 机电工程学院