CN118113081A - 一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隔振平台的技术领域，具体提供一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，通过绝对加速度比例及积分反馈与前馈次优控制结合的振动控制策略，采用关节空间控制，采用坐标变换实现了多自由度系统的次优解耦，将其转化成关节空间的主动隔振系统进行主动隔振控制策略。避免了硬安装过程中产生的共振峰处振动放大的问题，在系统中增加主动阻尼降低了共振峰处峰值大小，通过设置带通滤波和陷波滤波避免了高频噪声和低频直流分量对主动阻尼控制器的影响提升了系统稳定性。设置的主动隔振算法结构简单利于实现，系统稳定性好，隔振效果佳，无需辨识系统模型及可调参，适用面广，利于工程应用，在中低端的振动控制领域具有较大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及隔振平台的技术领域，具体提供一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法。
背景技术
高精度设备中广泛使用隔振系统，以隔离内部精密仪器免受外部干扰。通常，系统必须隔离两种类型的干扰，一是通过隔振系统进入精密仪器的的地面扰动振动，二是直接作用于精密仪器的干扰力。在被动系统中，干扰抑制特性强烈依赖于被动隔振器刚度。刚度较低的系统，即所谓的软安装，通常能够很好地抑制地板振动，但对直接干扰的抑制能力较差。具有高刚度（硬安装）的系统通常能够很好地消除直接干扰，对地面振动的抑制效果大大降低。
对于软安装的隔振平台而言，由于隔振平台的固有频率较低，在固有频率高处具有良好的高频衰减特性，只要使得隔振器本身的固有频率足够低，其就能够依靠本身的被动隔振特性在很大的带宽内实现对扰动的强抑制效果，因此往往只需要辅以反馈结构的主动阻尼控制器来弥补隔振器本身的小阻尼缺陷就能实现良好的隔振效果。但是为保证系统的支撑刚度，被动隔振系统的固有频率较高且具有小阻尼，在固有频率附近对扰动的放大系数可以达到50dB，远远超过了典型隔振器的宽带扰动的抑制指标，单独的反馈和前馈控制器均无法满足系统的隔振要求。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法。
本发明提供的一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其包括：
S1：对单个方向的电机和传感器进行变换，将前馈传感器和反馈传感器的加速度所在位置变换至电机所在位置；
S2：设置反馈控制回路，预设速度反馈和加速度反馈的增益系数矩阵；
S3：设置陷波滤波器，以去除隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；
S4：设置反馈高通滤波器，以抑制高频噪声产生的干扰；设置低通滤波器，以过滤加速度低频信号避免漂移问题；将所述反馈高通滤波器、所述反馈低通滤波器添及所述陷波滤波器添加至所述反馈控制回路中；
S5：获取各个电机反馈控制力；
S6：确定反馈和加速度反馈增益系数中的加速度比例反馈系数及加速度积分反馈系数；
S7：设置前馈控制回路，对安装在地面的前馈加速度传感器的输出模拟信号进行低通滤波及高通滤波，以防止低频积分漂移和传感器高频噪声带来的干扰，添加所述陷波滤波器，以去除所述隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；
S8：获取各个电机的前馈控制力；
S9：设置前馈控制律，调节前馈控制器增益系数；
S10：获取各个所述电机的控制力。
优选的，所述S1包括：
确定电机位置及电机输出力的方向；
每一个所述电机附近安装有两个加速度传感器，两个所述加速度传感器包括反馈传感器及前馈传感器；
所述反馈传感器安装在载荷上，所述前馈传感器安装在平台上，其测量加速度方向与所述电机输出力方向一致。
优选的，所述S1还包括：
预设隔振平台包括四组隔振器，每组所述隔振器包括两个所述电机，因此，八个所述电机的八个输出力分别为：
；
其中各个所述电机的位置点坐标为；
预设四组八个所述反馈传感器测量的加速度分别为：
；
其中所述反馈传感器的各个点的位置坐标为：
；
预设四组八个所述前馈传感器测量的加速度分别为：
；
其中所述前馈传感器的各个点的位置坐标为：
。
预设反馈传感器到所述电机上的变换矩阵为，所述前馈传感器到所述电机上的变换矩阵为/>；
载荷上所述电机位置上的所述反馈传感器测得的反馈信号为，则；
平台上所述电机位置上的所述前馈传感器测得的前馈信号为，则。
优选的，所述S2包括：
所述反馈信号与所述电机的反馈控制力一一对应；
反馈控制回路为：；/>；
其中，加速度反馈增益系数K vi用于提高对高频直接干扰的抑制能力；为添加Skyhook阻尼以提高对接近悬架频率的干扰频率的抑制能力；加速度反馈增益K ai可以将系统共振峰平移，给系统提供软隔振效果；i代表关节编号/>；
设置和/>表示各个关节速度和加速度反馈的增益系数矩阵。
优选的：所述S3包括：
设置陷波滤波器传函为：；
其中f n为系统第二阶共振频率为陷波滤波器分子阻尼比，/>为陷波滤波器分母阻尼比。
优选的，所述S4包括：
设置反馈高通滤波器为；
其中，为反馈高通滤波器的截止频率，用于抑制低频的噪声产生的干扰；
设置反馈低通滤波器为；
其中，为反馈低通滤波器的截止频率，用于抑制高频的噪声产生的干扰；
将所述反馈高通滤波器、所述反馈低通滤波器添及所述陷波滤波器添加至所述反馈控制回路中，因此，。
优选的，所述S5包括：
各个电机的反馈控制力为；
表示为。
优选的，所述S6包括：确定加速度比例反馈系数K a，其计算公式为，其中f 1为单自由度系统第一阶固有频率，f 2为移动共振峰后系统固有频率；
确定加速度积分反馈系数，其计算公式为/>，以达到最优阻尼比效果。
优选的，所述S7包括：
所述前馈信号与所述电机输出的前馈控制力一一对应；
预设前馈控制回路为：；
设置反馈高通滤波器为:；
其中，为前馈高通滤波器的截止频率，用于抑制2Hz以下的加速度的噪声；
设置前馈低通滤波器为。
其中，为前馈低通滤波器的截止频率，用于抑制高频噪声产生的干扰；
设置和/>表示各个关节位移前馈和速度前馈的增益系数矩阵；
因此，各个所述关节的前馈力可以表示为：
。
优选的，所述S8包括：
各个所述电机的前馈控制力为；
表示为。
优选的，所述S10包括：所述各个电机控制力为。
与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：本申请的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法包括：S1对单个方向的电机和传感器进行变换，将前馈传感器和反馈传感器的加速度所在位置变换至电机所在位置；S2设置反馈控制回路，预设速度反馈和加速度反馈的增益系数矩阵；S3设置陷波滤波器，以去除隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；S4设置反馈高通滤波器，以抑制高频噪声产生的干扰；设置低通滤波器，以过滤加速度低频信号避免漂移问题；将所述反馈高通滤波器、所述反馈低通滤波器添及所述陷波滤波器添加至所述反馈控制回路中；S5获取各个电机反馈控制力；S6确定反馈和加速度反馈增益系数中的加速度比例反馈系数及加速度积分反馈系数；S7设置前馈控制回路，对安装在地面的前馈加速度传感器的输出模拟信号进行低通滤波及高通滤波，以防止低频积分漂移和传感器高频噪声带来的干扰，添加所述陷波滤波器，以去除所述隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；S8获取各个电机的前馈控制力；S9设置前馈控制律，调节前馈控制器增益系数；S10获取各个所述电机的控制力。本申请通过绝对加速度比例及积分反馈与前馈次优控制结合的振动控制策略，采用关节空间控制，采用坐标变换实现了多自由度系统的次优解耦，将其转化成关节空间的主动隔振系统进行主动隔振控制策略。避免了硬安装过程中产生的共振峰处振动放大的问题，在系统中人为增加主动阻尼降低了共振峰处峰值大小，通过设置带通滤波和陷波滤波避免了高频噪声和低频直流分量对主动阻尼控制器的影响提升了系统稳定性。设置的主动隔振算法结构简单利于实现，系统稳定性好，隔振效果佳，无需辨识系统模型及可调参，适用面广，利于工程应用，在中低端的振动控制领域具有较大的应用前景。
附图说明
图1是根据本发明实施例1提供的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法流程图；
图2是根据本发明实施例1提供的主动隔振系统的原理图；
图3是根据本发明实施例1提供的多维主动隔振系统框图；
图4是根据本发明实施例1提供的多维隔振系统等效动力学模型；
图5是根据本发明实施例1提供的陷波滤波器系统伯德图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
实施例1
S1：对单个方向的电机和传感器进行变换，将前馈传感器和反馈传感器的加速度所在位置变换至电机所在位置；
S2：设置反馈控制回路，预设速度反馈和加速度反馈的增益系数矩阵；
S3：设置陷波滤波器，以去除隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；
S4：设置反馈高通滤波器，以抑制高频噪声产生的干扰；设置低通滤波器，以过滤加速度低频信号避免漂移问题；将所述反馈高通滤波器、所述反馈低通滤波器添及所述陷波滤波器添加至所述反馈控制回路中；
S5：获取各个电机反馈控制力；
S6：确定反馈和加速度反馈增益系数中的加速度比例反馈系数及加速度积分反馈系数；
S7：设置前馈控制回路，对安装在地面的前馈加速度传感器的输出模拟信号进行低通滤波及高通滤波，以防止低频积分漂移和传感器高频噪声带来的干扰，添加所述陷波滤波器，以去除所述隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；
S8：获取各个电机的前馈控制力；
S9：设置前馈控制律，调节前馈控制器增益系数；
S10：获取各个所述电机的控制力。
上述，如图1所示，本申请通过考虑绝对加速度比例及积分反馈与前馈次优控制结合的振动控制策略，采用关节空间控制，如图2所示，通过坐标变换实现了多自由度系统的次优解耦，将其转化成关节空间的主动隔振系统进行主动隔振控制策略。
反馈控制用于抑制直接干扰力，并最小化传感器噪声以放大和保证鲁棒稳定性。避免了硬安装过程中产生的共振峰处振动放大的问题，通过设置带通滤波和陷波滤波避免了高频噪声和低频直流分量对主动阻尼控制器的影响提升了系统稳定性。
采用的前馈控制方法，所利用的前馈信号为电机安装基础位置的加速度，相比于最优前馈需要精确的模型辨识及调参以及自适应前馈算法的庞大计算量，所设计的主动隔振算法结构简单利于实现，系统稳定性好，隔振效果佳，无需辨识系统模型及可调参，适用面广，利于工程应用，在中低端的振动控制领域具有较大的应用前景。
在本实施例中，所述S1包括：
确定电机位置及电机输出力的方向；
每一个所述电机附近安装有两个加速度传感器，两个所述加速度传感器包括反馈传感器及前馈传感器；
所述反馈传感器安装在载荷上，所述前馈传感器安装在平台上，其测量加速度方向与所述电机输出力方向一致。
在本实施例中，所述S1还包括：
在以具体的实施例中，预设隔振平台包括四组隔振器，每组所述隔振器包括两个所述电机，因此，八个所述电机的八个输出力分别为：
；
其中各个所述电机的位置点坐标为；
预设四组八个所述反馈传感器测量的加速度分别为：
；
其中所述反馈传感器的各个点的位置坐标为：
；
预设四组八个所述前馈传感器测量的加速度分别为：
；
其中所述前馈传感器的各个点的位置坐标为：
；
预设反馈传感器到所述电机上的变换矩阵为，所述前馈传感器到所述电机上的变换矩阵为/>；
载荷上所述电机位置上的所述反馈传感器测得的反馈信号为，则；
平台上所述电机位置上的所述前馈传感器测得的前馈信号为，则。
上述，为了了解测力平台扰动力与加速度的关系，对隔振平台进行了动力学建模，并对隔振平台进行系统化设置，建立多维主动隔振系统，设系统共有i个电机、i个反馈加速度传感器和i个前馈加速度传感器，系统等效动力学模型见如图4所示。
多维主动隔振系统如图3所示，其结构主要包括平台(Base frame)，四个主动隔振单元，以及负载（playload）等部分组成，此外外设设备还包括，嵌入式控制器，振动数据采集器，上位机等。其中平台和载荷上的加速度分布如图2所示布置，载荷上四个主动隔振单元上四组反馈传感器所测加速度方向分别为大地坐标系下的X-Z方向、Y-Z方向、X-Z方向、Y-Z方向, 四组前馈传感器所测加速度方向分别为大地坐标系下的X-Z方向、Y-Z方向、X-Z方向、Y-Z方向，四组电机的输出力方向分别为大地坐标系下的X-Z方向、Y-Z方向、X-Z方向、Y-Z方向，之后根据加速度传感器和电机所在位置得出，多维主动隔振系统包括确定主动隔振设备前馈传感器和反馈传感器的相对位置及大地坐标系下所测加速度的方向，确定电机位置及电机输出力的方向。
在一具体的实施例中，预设隔振平台包括四组隔振器，每组所述隔振器包括两个所述电机。
在本实施例中，所述S2包括：
所述反馈信号与所述电机的反馈控制力一一对应；
反馈控制回路为：；/>；
其中，加速度反馈增益系数K vi用于提高对高频直接干扰的抑制能力；为添加Skyhook阻尼以提高对接近悬架频率的干扰频率的抑制能力；加速度反馈增益K ai可以将系统共振峰平移，给系统提供软隔振效果；i代表关节编号/>；
设置和/>表示各个关节速度和加速度反馈的增益系数矩阵。
上述，设置多维主动隔振系统各个关节反馈控制器，其基本形式设计为比例及积分增益，反馈信号为载荷上布置的加速度传感器，在系统中人为增加主动阻尼降低了共振峰处峰值大小，控制器结构简单，
采用的反馈控制器为关节空间内分散控制，即第i个反馈传感器作为第i电机的反馈控制器输入，传感器反馈信号与电机反馈控制力一一对应，具体地，反馈控制器为：；/>。
在本实施例中，所述S3包括：
设置陷波滤波器传函为：；
其中f n为系统第二阶共振频率，为陷波滤波器分子阻尼比，/>为陷波滤波器分母阻尼比。
上述，由于控制系统为系统关节空间的振动路径的简化得出，实际控制过程中会在高频段存在耦合情况，因此需在第二阶及以后共振峰处添加陷波滤波器来保证系统隔振效果。如图5所示，其中，纵坐标表示噪音级数（magnitude（db））及阶段（Phase(deg)），对应的横坐标表示伯德图（bode diagram）及频率分布（frequency（rad/s）），第二阶共振峰为94hz时，确定陷波滤波器的为陷波滤波器分子阻尼比为0.01，/>为陷波滤波器分母阻尼比0.6，则传感器信号在共振峰处衰减为60倍。
在本实施例中，所述S4包括：
设置反馈高通滤波器为；
其中，为反馈高通滤波器的截止频率，用于抑制低频的噪声产生的干扰；
设置反馈低通滤波器为；
其中，为反馈低通滤波器的截止频率，用于抑制高频的噪声产生的干扰；
将所述反馈高通滤波器、所述反馈低通滤波器添及所述陷波滤波器添加至所述反馈控制回路中，因此，。
上述，低频调平滤波器，提升系统调平效果，过滤加速度低频信号避免漂移问题。克服压电加速度传感器低频测量精度不准。
在本实施例中，所述S5包括：
各个电机的反馈控制力为；
表示为。
在本实施例中，所述S6包括：确定加速度比例反馈系数K a，其计算公式为，其中f 1为单自由度系统第一阶固有频率，f 2为移动共振峰后系统固有频率；
确定加速度积分反馈系数，其计算公式为/>，以达到最优阻尼比效果。
可以举一具体的实施例如下：=26Hz为第i关节第一阶固有频率，/>=18Hz为移动共振峰后系统固有频率,确定比例反馈系数为/>=((26/18)^2-1)*13=14.1。
在确定完成加速度比例反馈系数后，确定加速度积分反馈系数，其计算公式为，/>=1.4*13*(2*3.14*18)=2057.3，可以达到最优阻尼比效果。
在本实施例中，所述S7包括：
所述前馈信号与所述电机输出的前馈控制力一一对应；
预设前馈控制回路为：；
设置反馈高通滤波器为:；
其中，为前馈高通滤波器的截止频率，用于抑制2Hz(赫兹)以下的加速度的噪声；
设置前馈低通滤波器为；
其中，为前馈低通滤波器的截止频率，用于抑制高频噪声产生的干扰；
设置和/>表示各个关节位移前馈和速度前馈的增益系数矩阵；
因此，各个所述关节的前馈力可以表示为：
。
上述，所采用的前馈控制器为关节空间内分散控制，即第i个前馈传感器作为第i电机的反馈控制器输入，前馈传感器信号与电机输出前馈控制力一一对应。设置各个关节的前馈控制器。
具体地，所提关节空间内前馈控制起到隔振效果的原理如下
假设系统动力学模型如图4所示。图中负载平台通过空气弹簧与基础相连接，每个空气弹簧等效为3个方向的单自由度弹簧-阻尼。为了简化分析，图中：
；/>；/>；
；/>；/>；
当同时存在X、Y、Z三向电机力驱动时，在e、g两点施加X、Z的电机力，在f、h两点施加Y、Z的电机力，则：
在e点的电机力为：；
在g点的电机力为：；
其中，，/>。
假设，/>，根据公式，/>将e点的电机力等效到载荷质心o，等效后，o点的受力为：
；
其中，。
同理，，根据公式/>，将g点的电机力等效到载荷质心o，等效后，o点的受力为：
；
其中，。
在f点的电机力为：；
在h点的电机力为：；
其中，，/>。
假设,/>。
等效后；
其中，。
同理,/>。
等效后；
其中，。
所以，载荷质心o点的合力为：
；
其中，
/>
所以当存在电机力时，完整的动力学方程为，即：
；
其中，
上述的控制过程表明前馈控制时对主路径上系统刚度矩阵和阻尼矩阵产生影响，通过降低上述矩阵的值，减小地面引起载荷的振动，通过控制中的增益矩阵可以更改为非主对角矩阵，能够影响主路径上系统刚度和阻尼矩阵的所有项，实现更好的对消。
优选的，所述S8包括：
各个所述电机的前馈控制力为；
表示为。
在本实施例中，所述S10包括：所述各个电机控制力为。
本申请通过考虑绝对加速度比例及积分反馈与前馈次优控制结合的振动控制策略，采用关节空间控制，采用坐标变换实现了多自由度系统的次优解耦，将其转化成关节空间的主动隔振系统进行主动隔振控制策略设计。
反馈控制用于抑制直接干扰力，并最小化传感器噪声放大和保证鲁棒稳定性。本发明避免了硬安装过程中产生的共振峰处振动放大的问题，在系统中人为增加主动阻尼降低了共振峰处峰值大小，控制器结构简单，通过设置带通滤波和陷波滤波避免了高频噪声和低频直流分量对主动阻尼控制器的影响提升了系统稳定性。
本申请所采用的前馈控制方法，所利用的前馈信号为电机安装基础位置的加速度，通过改变闭环传递系统刚度矩阵和阻尼矩阵/>中的某些项，降低上述项的值，来减少地面振动的影响，本发明所提前馈控制器的参数只有两个，各个关节的刚度前馈系数/>和阻尼增益系数/>,很容易实现较好的前馈控制参数调整。相比于最优前馈需要精确的模型辨识及调参以及自适应前馈算法的庞大计算量，所设计的主动隔振算法结构简单利于实现，系统稳定性好，隔振效果佳，无需辨识系统模型及可调参，适用面广，利于工程应用，在中低端的振动控制领域具有较大的应用前景。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (11)
1.一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法包括：
S1：对单个方向的电机和传感器进行变换，将前馈传感器和反馈传感器的加速度所在位置变换至电机所在位置；
S2：设置反馈控制回路，预设速度反馈和加速度反馈的增益系数矩阵；
S3：设置陷波滤波器，以去除隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；
S4：设置反馈高通滤波器，以抑制高频噪声产生的干扰；设置低通滤波器，以过滤加速度低频信号避免漂移问题；将所述反馈高通滤波器、所述反馈低通滤波器添及所述陷波滤波器添加至所述反馈控制回路中；
S5：获取各个电机反馈控制力；
S6：确定反馈和加速度反馈增益系数中的加速度比例反馈系数及加速度积分反馈系数；
S7：设置前馈控制回路，对安装在地面的前馈加速度传感器的输出模拟信号进行低通滤波及高通滤波，以防止低频积分漂移和传感器高频噪声带来的干扰，添加所述陷波滤波器，以去除所述隔振平台其他方向耦合产生的共振峰的影响；
S8：获取各个电机的前馈控制力；
S9：设置前馈控制律，调节前馈控制器增益系数；
S10：获取各个所述电机的控制力。
2.如权利要求1所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S1包括：
确定电机位置及电机输出力的方向；
每一个所述电机附近安装有两个加速度传感器，两个所述加速度传感器包括反馈传感器及前馈传感器；
所述反馈传感器安装在载荷上，所述前馈传感器安装在平台上，其测量加速度方向与所述电机输出力方向一致。
3.如权利要求2所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S1还包括：
预设隔振平台包括四组隔振器，每组所述隔振器包括两个所述电机，因此，八个所述电机的八个输出力分别为：
；
其中，各个所述电机的位置点坐标为；
预设四组八个所述反馈传感器测量的加速度分别为：
；
其中，所述反馈传感器的各个点的位置坐标为：
；
预设四组八个所述前馈传感器测量的加速度分别为：
；
其中，所述前馈传感器的各个点的位置坐标为：
；
预设反馈传感器到所述电机上的变换矩阵为，所述前馈传感器到所述电机上的变换矩阵为/>；
载荷上所述电机位置上的所述反馈传感器测得的反馈信号为，则/>；
平台上所述电机位置上的所述前馈传感器测得的前馈信号为，则/>。
4.如权利要求3所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S2包括：
所述反馈信号与所述电机的反馈控制力一一对应；
反馈控制回路为：；/>；
其中，加速度反馈增益系数K vi用于提高对高频直接干扰的抑制能力；为添加Skyhook阻尼以提高对接近悬架频率的干扰频率的抑制能力；加速度反馈增益K ai可以将系统共振峰平移，给系统提供软隔振效果；i代表关节编号/>；
设置和/>表示各个关节速度和加速度反馈的增益系数矩阵。
5.如权利要求4所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S3包括：
设置陷波滤波器传函为：；
其中f n为系统第二阶共振频率，为陷波滤波器分子阻尼比，/>为陷波滤波器分母阻尼比。
6.如权利要求5所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S4包括：
设置反馈高通滤波器为；
其中，为反馈高通滤波器的截止频率，用于抑制低频的噪声产生的干扰；
设置反馈低通滤波器为；
其中，为反馈低通滤波器的截止频率，用于抑制高频的噪声产生的干扰；
将所述反馈高通滤波器、所述反馈低通滤波器添及所述陷波滤波器添加至所述反馈控制回路中，因此，。
7.如权利要求6所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S5包括：
各个电机的反馈控制力为；
表示为。
8.如权利要求7所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S6包括：确定加速度比例反馈系数K a，其计算公式为，其中f 1为单自由度系统第一阶固有频率，f 2为移动共振峰后系统固有频率；
确定加速度积分反馈系数，其计算公式为/>，以达到最优阻尼比效果。
9.如权利要求8所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S7包括：
所述前馈信号与所述电机输出的前馈控制力一一对应；
预设前馈控制回路为：；
设置反馈高通滤波器为:；
其中，为前馈高通滤波器的截止频率，用于抑制2Hz以下的加速度的噪声；
设置前馈低通滤波器为；
其中，为前馈低通滤波器的截止频率，用于抑制高频噪声产生的干扰；
设置和/>表示各个关节位移前馈和速度前馈的增益系数矩阵；
因此，各个所述关节的前馈力可以表示为：
。
10.如权利要求9所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：所述S8包括：
各个所述电机的前馈控制力为；
表示为。
11.如权利要求10所述的基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法，其特征在于：
所述S10包括：所述各个电机控制力为。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410240485.5A CN118113081A (zh) | 2024-03-04 | 2024-03-04 | 一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410240485.5A CN118113081A (zh) | 2024-03-04 | 2024-03-04 | 一种基于前馈反馈复合控制的精密设备隔振方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118113081A true CN118113081A (zh) | 2024-05-31 |
Family
ID=91220392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118113081A (zh) |
-
2024
- 2024-03-04 CN CN202410240485.5A patent/CN118113081A/zh active Pending
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