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高精度激光直写数字伺服滤波器的设计
作者:乐鱼体育 来源:乐鱼体育 点击: 发布日期: 2021-11-22 00:54
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激光器平写成技术性是一种近些年运用于广泛的强力仪器设备生产加工技术性。该技术性是一种运用抗压强度星形的激光,在衬底表层推行有标准的高精度扫瞄。在扫瞄全过程中,光刻技术衬底随载货服务平台而健身运动。 因而危害光刻技术元器件的品质不尽相同载货服务平台的精准定位精度及其健身运动的可靠性,危害光刻技术元器件的高频率性不尽相同系统软件的呼吁度。 根据数显式控制器的健身运动控制器是强力仪器设备手机定位系统的重要。...
本文摘要:激光器平写成技术性是一种近些年运用于广泛的强力仪器设备生产加工技术性。该技术性是一种运用抗压强度星形的激光,在衬底表层推行有标准的高精度扫瞄。在扫瞄全过程中,光刻技术衬底随载货服务平台而健身运动。 因而危害光刻技术元器件的品质不尽相同载货服务平台的精准定位精度及其健身运动的可靠性,危害光刻技术元器件的高频率性不尽相同系统软件的呼吁度。 根据数显式控制器的健身运动控制器是强力仪器设备手机定位系统的重要。

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激光器平写成技术性是一种近些年运用于广泛的强力仪器设备生产加工技术性。该技术性是一种运用抗压强度星形的激光,在衬底表层推行有标准的高精度扫瞄。在扫瞄全过程中,光刻技术衬底随载货服务平台而健身运动。

因而危害光刻技术元器件的品质不尽相同载货服务平台的精准定位精度及其健身运动的可靠性,危害光刻技术元器件的高频率性不尽相同系统软件的呼吁度。  根据数显式控制器的健身运动控制器是强力仪器设备手机定位系统的重要。因为数据控制器过滤器是数显式控制器的健身运动控制器的关键,进而数据控制器过滤器的设计方案将危害系统软件的精准定位精度。

  数据控制器过滤器就是指系统软件的闭环控制系统与调节应用电子信息技术,全部操控调节搭建手机软件化。调节器的所有手机软件化使操控基础理论中许多 操控观念和方式而求运用于。

另外利用计算机很更非常容易顺利完成主要参数的自由经济和常见故障的自临床医学作用,使控制系统特性进一步提高,进而解决了模拟仿真型闭环控制伺服控制系统对暗淡数据信号的信噪何以提取、操纵精度何以提高、更非常容易不会受到机械设备磨擦和溫度危害,方位环控制造成零点改变出现偏差的原因等缺陷。  1控制器自动控制系统构造及剖析  1.1控制器自动控制系统构造  全部控制器自动控制系统的硬件配置构造如图所示1下图。上级领导设备由DSPCPU和D/A转换控制模块组成,控制器模块由安川机器人控制器控制器组成。全部系统软件是一个闭环控制交流伺服电机自动控制系统。

DSPCPU造成梯状健身运动曲线图的数据差分信号,根据设计方案的数字滤波器,必需驱动器D/A转化器造成模拟仿真工作电压,历经控制器模块驱动器交流伺服电机。具体健身运动中的方位和速度数据信号由电动机系统对给光伺服电机,并由光电编码器造成模拟信号,随后传送给DSP进行搜集应急处置。    1.2系统剖析  该计划方案的关键是解决困难电动机轴与特性阻抗中间的黏性磨擦和外部对电动机及SPWM的阻拦等难题。因为磨擦环和外部阻拦的不会有,系统软件的动态性及静态数据特性遭受非常多方面的危害,关键展示出为短路线时经常会出现小乌龟状况,恒定时有较小的静差或经常会出现无穷大的环起伏。

为了更好地合乎激光器直写的回绝,系统软件还必不可少具有回应速度慢、精准定位時间较短,恒定精度高特性。若起动速度太快或过冲,暂停时间太长,系统软件则具有较强的起伏,且噪音大。

  2数字滤波器的设计方案  2.1数据控制器过滤器设计模型  根据很多试验,系统对进行剖析后寻找:对方位误差操控应用PID操控方式能够提高精度和阶跃呼吁;重进速度和加速度前馈控制赔偿操控方式能够提高系统软件的恒定精度;重进磨擦赔偿能够处理滑动摩擦力的危害。因而,此计划方案没计是一种既运用方位出现偏差的原因进行闭环控制系统,又运用等额的方位数据信号进行开环增益的添充自动控制系统。  则控制系统键入U(t)=Up(t) Uva(t) Uf(t),在其中Up(t)为PID控制器,Uva(t)为速度和加速度赔偿控制器,Uf(t)为磨擦赔偿控制器。  方位式PID操控中,其传递函数为:(1)  实验设计的速度和加速度前馈控制赔偿各分部时,应用最少阶次2,模型简化为: (2)  在Stribeck磨擦实体模型中,因为滑动摩擦力和速度的关联,其间加阻拦操控答复为: (3)  在其中Fc和bc贞黏性磨擦实体模型等效电路到方位球的估计指数,该指数依据具体情况确定。

  将式(1)和式(3)保证Z变换后,因此得到 携带前馈控制赔偿的PID操控式子为:  PID控制器过滤器操控规律性如图2下图。    图2中Kp为占比增益值,Ki为成绩增益值,Kd为求微分增益值,Kvff为速度前馈控制增益值,Kaff为加速前馈控制增益值,Kf为黏性摩擦阻力,En为方位误差,Vt为t時刻速度,At为t時刻的加速度,键入的B静态数据出现偏差的原因关键作为赔偿操控轴不会受到作用力的危害。对过滤器键入相匹配的模拟量输入,由键入的饱和控制器进行允许。

  2.2主要参数调节  在方位PID调节器中占比增益值Kp的尺寸规定系统软件的高频率性,成绩增益值Ki的具有是防止系统软件的静态数据出现偏差的原因。求微分增益值Kd的具有是降低减振,提升起伏。

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调节全过程是再作调节Kp,再作调节Ki,随后调节Kd。第1次原著Ki增益值时,假如把Ki原做为一非O值将引起突然的最后的冲刺。

为避免 这类状况,务必把成绩缩(成绩一部分的饱和控制器)设定为0,Ki原做为期待值,再作设定成绩限到期待的成绩缩。那样就清除了全部之前的分数值,进而使成绩过去一个点刚开始平稳计算。

然后调节Kvff,Kaff,进而提高系统软件的恒定精度。最终调节Kf,进而处理滑动摩擦力的危害。

  在起动环节调节Kvff,Kaff过交流会使速度太慢而导致方位过冲。在滑跑环节调节Kvff,Kaff过小,不容易使精准定位時间太长。依据自适应控制观念,假如系统软件依照仅次加速度起动,仅次速度健身运动,仅次递减速度制动系统,就可以以最短期内无超调地超出商议点。

因而,主要参数调节时要依照起动,匀速直线运动,滑跑3个环节各自设定。  3MATLAB设计方案与建模  3.1建模控制模块设计方案  依据结构设计,图l中的误差记数控制模块就等效电路为携带前馈控制赔偿的PID控制器,并设计方案成图2中所相匹配的一部分,而且将D/A转化器等效电路设计方案成线形的数据信息根据零阶保持器;将安川机器人控制器控制器等效电路速度环和电流量的环;键入的数据信号应用建模数字示波器进行认真观察。

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因而全部控制器三环PID建模基本原理如图所示3下图。        在其中,rin(k)为抽样K時刻的方位輸出数据信号,为了更好地能模拟仿真具体的实际效果,将輸出的rin(k)设定为斑点状的方位数据信号,这时輸出命令为正弦交流电转换数据信号;drin(k)为抽样K時刻的速度輸出数据信号;ddrin(k)为抽样K時刻的加速度輸出数据信号,而且drin(k 1)=(rin(k 1)-rin(k))/ts,ddrin(k 1)=(drin(k 1)-drin(k))/ts。  3.2建模波型  针对高精度的激光器平写成,在于其特性关键不尽相同速度的稳定、呼吁度和方位的精确。

因而在图3的建模中,要依据具体情况,数次调节自动控制系统主要参数,并历经剖析和比照,借此机会得到 一幅速度稳定、方位精确的跟踪图,其建模波型如图4下图。    图4(a)为速度跟踪結果,设定的速度和具体的速度重叠,速度稳定,稳定操控在0.1%内。在0时刻周边经常会出现了速度突然的最后的冲刺,是因为没调节成绩缩。因而在具体情况中应再作把成绩缩(饱和控制器)设定为O,Ki原做为期待值,再作设定成绩限到期待的成绩缩。

  图4(b)为方位跟踪結果,键入的具体方位和设定的总体目标方位重叠。方位精准定位精确低,精度操控在0.1%内。  建模结果显示在具备磨擦标准下,方位跟踪没不会有坡屋顶状况,速度跟踪没不会有杀区状况。

方位追踪定位精度低,速度跟踪恒定精度高。  4手机软件搭建  控制器模块控制模块由控制器控制器设计方案,其主要参数调节能够在控制器控制器中设定,详细参考控制器使用手册。


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