発見的自己組織化法によるテーブル駆動系の適応非線形摩擦補償に関する研究

启发式自组织法工作台驱动系统自适应非线性摩擦补偿研究

基本信息

批准号：
11750391
负责人：
岩崎誠
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

テーブル駆動装置の滑り摺動面に発生する非線形摩擦は,テーブル精密軌跡制御時のトラッキングエラー等の原因となり,最終位置決め精度の低下を招くことが知られている。本研究では,特にテーブル駆動時の滑らかな運動方向逆転や微小送り動作時に問題となる非線形摩擦に対する精密モデリングとその補償に焦点を絞り,自律モデリングによる高精度摩擦補償を目指すものである。平成11年度から2年間に亘って行われる本研究に対して,平成11年度には進化型計算アルゴリズムの一つである,発見的自己組織化法(以下GMDHと略称)による非線形摩擦自律モデリングの構築と摩擦補償を,供試テーブル駆動装置によって実現した。引き続き平成12年度には,テーブル駆動条件変化に対する汎化能力を考慮した摩擦モデリングと,モデルの汎化性を供試システムによって検証した。平成12年度における研究実績を纏めると,以下の通りである。1.テーブル摺動面の潤滑や加速などの運転状態によって非線形に変化する摩擦に対して,GMDHを用いた多項式数学モデルを,モデル構造とそのパラメータ同定としてコントローラが創発的・自律的に獲得する手法を確立した。2.自律モデリングに際して,複数のテーブル送り速度に対する入出力供試データを用いて摩擦モデルを構築したことにより,運転状態,特にテーブル速度方向反転時の加減速度の変化に対する汎化能力を備えることが可能となった。3.本提案制御系は,実際のCNC旋盤に用いられているテーブル駆動システムに対する軌跡制御系に搭載され,軌跡制御特性試験の結果,テーブル円弧軌跡駆動を模擬した正弦波位置指令に対して,軌跡誤差1μm以下の滑らかな速度方向反転を伴う軌跡制御精度が達成できた。

众所周知，在表驱动器设备的滑动表面上产生的非线性摩擦会导致跟踪误差等在表格精度基因座控制过程中，从而导致最终定位精度降低。这项研究的重点是对非线性摩擦的精确建模和补偿，这是一个问题，当表驱动桌子时，平稳运动方向逆转发生，目的是通过自主建模提供高精度摩擦补偿。在这项研究中，从1999年开始的两年来，使用启发式自组织方法（以下称为GMDH）进行了非线性摩擦自主建模和摩擦补偿，这是进化计算算法之一，使用测试台驱动器实现。在2000年，继续考虑到桌面驾驶条件的概括能力的变化，并使用测试系统验证了模型概括。 2000年的研究结果总结如下。 1。我们已经建立了一种方法，其中控制器可以使用GMDH来获取多项式数学模型，并自主地作为模型结构及其用于摩擦的模型结构及其参数，该参数会根据工作表面的润滑和加速度等工作条件（例如润滑和加速度）进行非线性变化。 2。在自主建模中，通过使用输入/输出测试数据来构建多个表馈电率的摩擦模型，可以具有用于操作状态变化的概括能力，尤其是在反转表速度方向时的加速/减速。 3. This proposed control system is installed in the trajectory control system for the table drive system used in actual CNC lathes, and as a result of the trajectory control characteristic test, it was possible to achieve trajectory control accuracy with smooth velocity direction inversion with a trajectory error of 1 μm or less for sine wave position commands simulating table arc locus drive.