三自由度气浮平面电机非线性运动控制研究

作者：余东东; 杨开明; 朱煜; 李鑫; 崔乐卿

来源：中国电机工程学报, 2012, S1: 236-241.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2012.s1.025

• 平面电机
• 低频扰动
• 非线性控制
• 轨迹跟踪
• 噪声抑制 planar motor
• low frequency disturbances
• nonlinear control
• trajectory tracking
• noise suppression

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。

• 单位
  摩擦学国家重点实验室; 清华大学