Identificación No Lineal y Control por Deslizamiento de Modo de Acoplamiento Desacoplado de una Plataforma de Movimiento de Doble Accionamiento Macro-Micro con Juego Mecánico
Autores: Kang, Shuo; Zhang, Buyang; Huang, Xing; Zhong, Rijin; Huang, Shengzhao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Una plataforma de movimiento de doble accionamiento macro-micro es una clase de sistema clave utilizado en instrumentos y equipos de ultra precisión para lograr un posicionamiento de ultra alta precisión, que se relaciona con los campos de la fabricación de semiconductores, pruebas y mecanizado de ultra precisión, etc. Enfocándose en el problema de control de posicionamiento de ultra alta precisión de sistemas de doble accionamiento macro-micro que contienen retroceso mecánico, este documento analiza el efecto combinado del acoplamiento mecánico y el retroceso, y propone una estrategia de control compuesto macro-micro. En primer lugar, se establece el modelo dinámico del sistema, que incluye el acoplamiento mecánico, y también se propone un modelo de retroceso cuasi-lineal. En segundo lugar, basado en el modelo anterior, se propone un método de identificación no lineal por pasos para obtener la característica del retroceso en línea, que es la base de la compensación precisa del retroceso. Luego, para la estructura macro-micro que contiene el retroceso, se diseñan coordinadamente un método de control de desacoplamiento macro, combinado con un método de control de modo deslizante integral adaptativo micro y compensación de retroceso, para garantizar que el movimiento cooperativo macro-micro de gran recorrido alcance una precisión a nivel de micrones. Además, el límite del error de posicionamiento es ajustable al sintonizar los parámetros del controlador. Finalmente, tanto los resultados de simulación como los experimentales demuestran que el método de identificación propuesto puede estimar el retroceso variable en el tiempo con precisión en un tiempo finito, y la precisión de posicionamiento del sistema puede alcanzar un promedio de 20 m con un recorrido largo y la influencia del retroceso, lo que es mucho más alto que el método tradicional y proporciona una guía teórica para el control de posicionamiento de alta precisión de una clase de plataformas de movimiento de doble accionamiento.
Descripción
Una plataforma de movimiento de doble accionamiento macro-micro es una clase de sistema clave utilizado en instrumentos y equipos de ultra precisión para lograr un posicionamiento de ultra alta precisión, que se relaciona con los campos de la fabricación de semiconductores, pruebas y mecanizado de ultra precisión, etc. Enfocándose en el problema de control de posicionamiento de ultra alta precisión de sistemas de doble accionamiento macro-micro que contienen retroceso mecánico, este documento analiza el efecto combinado del acoplamiento mecánico y el retroceso, y propone una estrategia de control compuesto macro-micro. En primer lugar, se establece el modelo dinámico del sistema, que incluye el acoplamiento mecánico, y también se propone un modelo de retroceso cuasi-lineal. En segundo lugar, basado en el modelo anterior, se propone un método de identificación no lineal por pasos para obtener la característica del retroceso en línea, que es la base de la compensación precisa del retroceso. Luego, para la estructura macro-micro que contiene el retroceso, se diseñan coordinadamente un método de control de desacoplamiento macro, combinado con un método de control de modo deslizante integral adaptativo micro y compensación de retroceso, para garantizar que el movimiento cooperativo macro-micro de gran recorrido alcance una precisión a nivel de micrones. Además, el límite del error de posicionamiento es ajustable al sintonizar los parámetros del controlador. Finalmente, tanto los resultados de simulación como los experimentales demuestran que el método de identificación propuesto puede estimar el retroceso variable en el tiempo con precisión en un tiempo finito, y la precisión de posicionamiento del sistema puede alcanzar un promedio de 20 m con un recorrido largo y la influencia del retroceso, lo que es mucho más alto que el método tradicional y proporciona una guía teórica para el control de posicionamiento de alta precisión de una clase de plataformas de movimiento de doble accionamiento.