摘 要：直線電機是實現(xiàn)非圓截面類零件數(shù)控車削加工的關(guān)鍵，針對其跟蹤目標(biāo)軌跡已知和對外部干擾及模型參數(shù)攝動敏感的特點，研究了一種具有離散時域擾動觀測器的#-c字預(yù)見控制方法。首先，通過在最優(yōu)狀態(tài)反饋控制的基礎(chǔ)上增加目標(biāo)預(yù)見前饋項，減小了直線電機伺服系統(tǒng)的位置跟蹤誤差;其次，將外部干擾和模型參數(shù)攝動作為等效控制輸入，設(shè)計了一種離散時域擾動觀測器加以抑制，增強了預(yù)見伺服系統(tǒng)的魯棒性。仿真結(jié)果表明，該控制方法能夠滿足高速高精度條件下對非圓截面零件的車削加工要求。

關(guān)鍵詞：數(shù)字預(yù)見控制;魯棒控制;擾動觀測器;

0 引言

　　工業(yè)中存在著一類截面為非圓形狀的零件，如內(nèi)燃機活塞、凸輪等，這類零件的數(shù)控加工通常采用高頻響、高精度的直線電機直接驅(qū)動刀具，按照一定規(guī)律做快速準(zhǔn)確的直線往復(fù)運動，從而加工出工件的非圓表面輪廓。刀具能否快速精確地跟蹤加工目標(biāo)軌跡，除了與直線電機的動態(tài)響應(yīng)能力有關(guān)外，主要取決于伺服系統(tǒng)的跟蹤性能。因此，必須研究有效的控制方法以提高直線電機伺服系統(tǒng)的跟蹤精度。

　　在跟蹤控制領(lǐng)域，當(dāng)被控對象的運動軌跡部分或全部已知時，可以通過預(yù)見控制，充分利用被控對象目標(biāo)值的未來信息，改善被控系統(tǒng)的頻響，提高系統(tǒng)的跟蹤精度。Bender利用Wiener濾波原理解決了一類預(yù)見控制問題，并應(yīng)用于汽車主動懸架系統(tǒng)的控制”。HaiWu提出了一種預(yù)見預(yù)測控制方法，提高了數(shù)控機床輪廓控制的精度”0。DongmeiLi設(shè)計了離散系統(tǒng)的最優(yōu)預(yù)見伺服系統(tǒng)，并應(yīng)用于巡航導(dǎo)彈的地面跟蹤控制。Mohamed研究了非線性系統(tǒng)的預(yù)見控制方法，并應(yīng)用在工業(yè)機械手的路徑控制中”。預(yù)見控制方法通,g-是基于最優(yōu)控制理論設(shè)計的，這種方法的缺點是當(dāng)系統(tǒng)存在建模誤差或外界干擾時，其跟蹤控制結(jié)果會出現(xiàn)較大的誤差，表現(xiàn)為魯棒性較差，從而限制了其實用性。

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