OA自動化機(jī)床過載報警的故障維修故障現(xiàn)象-中國工控網(wǎng)-中國自動化企

1、機(jī)床過載報警的故障維修 故障現(xiàn)象： 某配套FANUC-0M系統(tǒng)的數(shù)控立式加工中心， 在加工 中經(jīng)常出現(xiàn)過載報警，報警號為434，表現(xiàn)形式為Z軸電動機(jī)電流過大，電動機(jī)發(fā)熱，停上40min左右報警消失，接著再工作一陣，又出現(xiàn)同類報警。分析及處理過程：經(jīng)檢查電氣伺 服系統(tǒng)無故障，估計是負(fù)載過重帶不動造成。為了區(qū)分是電氣故障還是機(jī)械故障，將Z軸 電動機(jī)拆下與機(jī)械脫開， 再運行時該故障不再出現(xiàn)。 由此確認(rèn)為機(jī)械絲杠或運動部位過緊造 成。調(diào)整Z軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，后來又調(diào)整Z軸導(dǎo)軌鑲條，機(jī)床負(fù)載明顯減 輕，該故障消除、軟件數(shù)控 (Soft CNC)可以認(rèn)為是開放式數(shù)控的高級階段， 它不僅強(qiáng)調(diào)核心

2、控制策略的用戶 開放性， 對智能控制也有充分的考慮； 而且更加注重標(biāo)準(zhǔn)化核集成性， 兼容數(shù)控領(lǐng)域主要標(biāo) 準(zhǔn)的同時， 更加向計算機(jī)技術(shù)靠攏。 系統(tǒng)的主要功能部件均表現(xiàn)為應(yīng)用軟件的形式， 而硬件 部分僅是計算機(jī)與伺服驅(qū)動和外部I/O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。 就像計算機(jī)中可以安裝各種 品牌的聲卡、CD-ROM和相應(yīng)的驅(qū)動程序一樣。用戶可以在Windows平臺上，利用開放的CNC內(nèi)核開發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類型的高性能數(shù)控系統(tǒng)。這種實現(xiàn)形式上的變革 使得系統(tǒng)可以更方便、 更廣泛地應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)得先進(jìn)成果， 大幅度提升數(shù)控系統(tǒng)得控制性 能，簡化系統(tǒng)實現(xiàn)難度，縮短研發(fā)周期；大大增強(qiáng)了系統(tǒng)得伸縮性和可擴(kuò)展

3、性。最近看到不少人提出控制卡與伺服電機(jī)連接時的基本問題， 這些顯然都是應(yīng)該由控制卡的技 術(shù)支持人員來解答的。 下面是我給我的客戶寫的 控制卡以速度方式控制伺服電機(jī)的一般步 驟，為了避免廣告的效果，盡量不涉及卡的具體型號，而且控制卡的品牌型號不同，具體 的接線和指令也不同，甚至某些功能，不一定每種控制卡都支持，大家參考吧。運動控制卡連接伺服電機(jī)的一般步驟1、初始化參數(shù) 在接線之前，先初始化參數(shù)。在控制卡上：選好控制方式；將PID參數(shù)清零；讓控制卡上電時默認(rèn)使能信號關(guān)閉；將此 狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r即為此狀態(tài)。在伺服電機(jī)上： 設(shè)置控制方式； 設(shè)置使能由外部控制；編碼器信號輸出的齒輪比； 設(shè)

4、置控制 信號與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來說，建議使伺服工作中的最大設(shè)計轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制 電壓。比如，松下是設(shè)置1V電壓對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，出廠值為500，如果你只準(zhǔn)備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作，那么，將這個參數(shù)設(shè)置為1112、接線 將控制卡斷電， 連接控制卡與伺服之間的信號線。 以下的線是必須要接的： 控制卡的模擬量 輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。復(fù)查接線沒有錯誤后，電機(jī)和控制卡(以 及PC)上電。此時電機(jī)應(yīng)該不動，而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動，如果不是這樣，檢查使能信 號的設(shè)置與接線。 用外力轉(zhuǎn)動電機(jī)， 檢查控制卡是否可以正確檢測到電機(jī)位置的變化， 否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置3、試方向

5、 對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng)， 如果反饋信號的方向不正確， 后果肯定是災(zāi)難性的。 通過控制卡打 開伺服的使能信號。這是伺服應(yīng)該以一個較低的速度轉(zhuǎn)動，這就是傳說中的“零漂” 。一般 控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù)。 使用這個指令或參數(shù)， 看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可 以通過這個指令（參數(shù)）控制。如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。確 認(rèn)給出正數(shù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，編碼器計數(shù)增加；給出負(fù)數(shù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計數(shù)減小。如果 電機(jī)帶有負(fù)載，行程有限，不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓，建議在1V以下。 如果方向不一致，可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù)，使其一致。4、抑制零漂 在閉環(huán)控制過程中， 零漂

6、的存在會對控制效果有一定的影響， 最好將其抑制住。 使用控制卡 或伺服上抑制零飄的參數(shù)， 仔細(xì)調(diào)整， 使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。 由于零漂本身也有一定的隨 機(jī)性，所以，不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對為零。5、建立閉環(huán)控制 再次通過控制卡將伺服使能信號放開， 在控制卡上輸入一個較小的比例增益， 至于多大算較 小，這只能憑感覺了，如果實在不放心， 就輸入控制卡能允許的最小值。將控制卡和伺服的 使能信號打開。這時，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運動指令大致做出動作了。6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)細(xì)調(diào)控制參數(shù)， 確保電機(jī)按照控制卡的指令運動， 這是必須要做的工作，而這部分工作，更 多的是經(jīng)驗，這里只能從略了。在驅(qū)動器內(nèi)的Pilz安全技術(shù)

7、Ostfildern 2007年3月16號消息來自皮爾磁的安全解決方案現(xiàn)在也包含安全驅(qū)動技術(shù)。 公司已經(jīng)擴(kuò)展了其運動控制的范圍推出了新的安全伺服放大器PMCprotego D，即使是基礎(chǔ) 版本也有符合EN954-1安全等級三級，同時還可以較經(jīng)濟(jì)地解決相關(guān)的要求因為安全功能 是直接集成在驅(qū)動內(nèi)的。安全卡的卡槽已經(jīng)集成好，因此伺服放大器PMCprotego D可以進(jìn)行升級，使其應(yīng)用于其他的一些安全功能如安全減速，安全操作性急?；虬踩o止等。伺服放大器PMCprotego D能夠為所有的相關(guān)安全功能提供一個靈活的可升級的解決方 案，在驅(qū)動內(nèi)直接集成安全功能可以帶來好處， 裝置執(zhí)行任務(wù)更加地迅速， 簡

8、單而且反應(yīng)時 間短，由于內(nèi)部評估，反應(yīng)時間只有1ms,這點在要求動力驅(qū)動的應(yīng)用里面的優(yōu)勢會更加地 明顯。一個應(yīng)用的要求能夠超過EN954-1安全等級3級的要求嗎？PMCprotego D的安全卡 有冗余的測量和關(guān)閉路徑以及精密的制動管理， 這就要求可以在電機(jī)放大器內(nèi)直接執(zhí)行安全 層。面向單獨客戶要求的產(chǎn)品PMCprotego D通過安全的輸入輸出進(jìn)行控制，這保證了向標(biāo)準(zhǔn)市場系統(tǒng)的開放性，安 全功能是獨立于電機(jī)和使用的編碼器的類型的， 這就使得使用者有機(jī)會根據(jù)自己的要求來配 置其自己的機(jī)器，利用擴(kuò)展卡槽可以實現(xiàn)與許多總線的連接，因此PMCprotego D的應(yīng)用甚至是在和第三方產(chǎn)品的應(yīng)用上面也可

9、以很單獨很靈活。滿足所有要求的安全 安全運動解決方案的基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)集成的安全急停。 控制系統(tǒng)PMCprimo Drive3,伺服放大 器PMCtendo DD5和新的伺服放大器PMCprotego D全部包括這個特性。插入的安全卡將提 供全部單軸應(yīng)用的附加安全功能， 采用以太網(wǎng)系統(tǒng)的SafetyNET p的網(wǎng)絡(luò)解決方案計劃用于 多軸的應(yīng)用。完整的解決方案有了PMCprotego的加入，皮爾磁極大地擴(kuò)充了其運動控制產(chǎn)品群，除了伺服放大器， 其他還有以驅(qū)動集成和控制器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)PMCtendo AC使得運動控制的 解決方案趨于完美。運動控制， 傳感器技術(shù)和控制技術(shù)類產(chǎn)品之間互相兼容，

10、 皮爾磁可以為各種應(yīng)用提供完整的 解決方案?！半S著安全運動產(chǎn)品的不斷完善，皮爾磁的目標(biāo)是成為安全解決方案的供應(yīng)商， 長久以來我們一直為這個目標(biāo)而奮斗，安全運動產(chǎn)品的不斷完善就是一個最好的例子”Renate Pilz說道“對我們來講，運動控制是我們整個控制結(jié)構(gòu)中一個重要的部分”。使用伺服時的一些注意事項1.請不要將電源線和信號線從同一管道內(nèi)穿過， 也不要將其綁扎在一起。 配線時， 電源線 與信號線應(yīng)離開30CM以上。2信號線、編碼器（PG）反饋線請使用多股絞合線以及 多芯絞合屏蔽線。對于配線長度，指令輸入線最長為3M , PG反饋線最長為20M。3即 使關(guān)閉電源，伺服單元內(nèi)也可能殘留有高電壓。在

11、5分鐘之內(nèi)不要接觸電源端子。 請在 確認(rèn)CHARGE指示燈熄滅以后， 再進(jìn)行檢查作業(yè)。4.請勿頻繁O(jiān)N/OFF電源。在需 要反復(fù)地連續(xù)ON/OFF電源時，請控制在1分鐘內(nèi)1次以下。 由于在伺服單元的電源 部分帶有電容，所以在ON電源時，會流過較大充電電流（充電時間0.2秒）。因此，如 果頻繁地ON/OFF電源，則會造成伺服單元內(nèi)部的主電路元件性能下降. 5.請務(wù)必在發(fā) 出伺服ON信號之后再發(fā)出輸入指令以起動/停止伺服電機(jī)。 請不要先發(fā)出輸入指令， 然后再使用/S-ON信號起動/停止伺服電機(jī)。如果重復(fù)進(jìn)行AC電源的ON與OFF，則會 使內(nèi)部元件老化，導(dǎo)致事故發(fā)生保養(yǎng) 一般說來伺服機(jī)并不需要特別的

12、保養(yǎng)，只要注意下列重點，就可使您的伺服機(jī)長命百歲： 不要隨意改變電源電壓，例如接收機(jī)用4.8V，請勿為了提升伺服機(jī)的性能而改用6.0V避 免伺服機(jī)過度負(fù)載，依照工作的性質(zhì)與擺臂的長度，決定扭力的大小。善用避振墊圈來保護(hù)伺服機(jī)，安裝伺服機(jī)時不可過度鎖緊，造成避振墊圈變形。更換伺服機(jī)齒輪時必須使用陶瓷系潤滑油，請勿使用礦物系潤滑油，以免造成塑膠齒輪變質(zhì)，容易斷裂。若您的伺服機(jī)沒有防水防塵的功能，請避免讓水或塵土跑進(jìn)伺服機(jī)內(nèi)。伺服電機(jī)的幾種制動方式 伺服電機(jī)的幾種制動方式 有時候我們?nèi)菀讓﹄姶胖苿釉偕苿觿討B(tài)制動的 作用混淆選擇了錯誤的配件。 動態(tài)制動器由動態(tài)制動電阻組成在故障急停電 源斷電時通過能

13、耗制動縮短伺服電機(jī)的機(jī)械進(jìn)給距離 .再生制動是指伺服電機(jī)在減速或停車時將制動產(chǎn)生的能量通過逆變回路反饋到直流母線經(jīng)阻容回 路吸收 . 電磁制動是通過機(jī)械裝置鎖住電機(jī)的軸 .三者的區(qū)別 （1）再生制動必須在伺服器正常工作時才起作用 在故障急停電源斷電時等情況下無法制動電機(jī) . 動態(tài)制動器和電磁制動工作時不需電源 .（2）再生制動的工作是系統(tǒng)自動進(jìn)行而動態(tài)制動器和電磁制動的工作需外部繼電器控制 . （3） 電磁制動一般在 SV OFF 后啟動否則可能造成放大器過載 . 動態(tài)制動器一般 在 SV OFF 或主回路斷電后啟動 否則可能造成動態(tài)制動電阻過熱 . 選擇 配件的注意事項（1）有些系統(tǒng)如傳送裝

14、置升降裝置等要求伺服電機(jī)能盡快停車 .而在故障急停電源斷電時伺服器沒有再生制動無法對電機(jī)減速 .同時系統(tǒng)的機(jī) 械慣量又較大這時需選用動態(tài)制動器動態(tài)制動器的選擇要依據(jù)負(fù)載的輕重電機(jī) 的工作速度等 .（2） 有些系統(tǒng)要維持機(jī)械裝置的靜止位置需電機(jī)提供較大的輸出轉(zhuǎn)矩且停止的時間較長如果使用伺服的自鎖功能往往會造成電機(jī)過熱或放 大器過載 .這種情況就要選擇帶電磁制動的電機(jī) .（3）有的伺服器有內(nèi)置的再生制動單元但當(dāng)再生制動較頻繁時可能引起直流母線電壓過高這時需另配再生 制動電阻 . 再生制動電阻是否需要另配配多大的再生制動電阻可參照相應(yīng)樣本 的使用說明 .需要注意的是一般樣本列表上的制動次數(shù)是電機(jī)在空

15、載時的數(shù)據(jù).實際選型中要先根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載慣量和樣本上的電機(jī)慣量算出慣量比.再以樣本列表上的制動次數(shù)除以 （慣量比 +1）.這樣得到的數(shù)據(jù)才是允許的制動次數(shù) .數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)由計算機(jī)數(shù)字控制（CNC）、伺服驅(qū)動器（SD）、永磁同步伺服電動機(jī)（SM）及位置（速度）傳感器（S）等組成。CNC 用來存儲零件加工程序、進(jìn) 行各種插補(bǔ)運算和軟件實時控制，向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出各種控制命 令。SD 和 SM 接收到 CNC 的控制命令后，快速平滑調(diào)節(jié)運動速度并精確地進(jìn) 行位置控制。S 代表位置和速度傳感器（或檢測器）目前 AC 伺服系統(tǒng)常用的位 置和速度檢測器有光電式和

16、電磁式兩種。 例如光電編碼器、 磁編碼器、 旋轉(zhuǎn)變壓 器（BR）以及多轉(zhuǎn)式絕對值編碼器。后面二種，可作多種檢測功能應(yīng)用，既可檢測 系統(tǒng)位置和轉(zhuǎn)子速度，又可檢測系統(tǒng)位置和轉(zhuǎn)子速度，又可檢測轉(zhuǎn)子磁極位置。 它堅固耐用，不怕震動，耐高溫，惟存在信號處理電路復(fù)雜缺點。 無刷直流電 動機(jī)（BL、DCM）中轉(zhuǎn)子磁極位置檢測方法，一般都做到無接觸式，常用的有電 磁式、光電式和間接檢測方式。（1）電磁式:a.差動變壓器式；b.接近開關(guān)式；磁 敏式:霍爾元件集成電路及?？?；光電式:a.簡單光電式（光敏晶體管）;b.絕對式 光電編碼盤；c.增量式光電編碼盤。（4）間接式:利用電樞繞組的感應(yīng)電動勢（電壓） 間接檢測

17、轉(zhuǎn)子磁極位置。它用于精度要求不高的場合。 數(shù)控機(jī)床用于精密機(jī)械 加工，所以對伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)精度有很高的要求，并具有寬廣的調(diào)速范圍 和定位精度而工業(yè)機(jī)器人的伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，但伺機(jī)服電動機(jī) SM 作為工業(yè)機(jī) 器人手臂和腰、腿的驅(qū)動執(zhí)行元件，要求其體積小，重量輕，且能產(chǎn)生大轉(zhuǎn)距。 又由于工業(yè)機(jī)器人不同的運動姿態(tài)，伺服電機(jī)軸上慣量和力矩將發(fā)生很大變化， 因此，適應(yīng)性有更高要求。交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是非線性多變量的， 其輸入變量是定子電壓和頻率， 輸出變量是轉(zhuǎn)速和磁鏈（定子磁鏈或轉(zhuǎn)子磁鏈、或氣隙磁鏈），要獲得高動態(tài)性能，就必須依據(jù)電動機(jī)的動態(tài)數(shù) 學(xué)模型， 就必須對數(shù)學(xué)模型加以改造， 使之解耦和線性

18、化。 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制 矢 量控制實現(xiàn)的基本原理是通過測量和控制異步電動機(jī)定子電流矢量， 根據(jù)磁場定向原理分別 對異步電動機(jī)的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制， 從而達(dá)到控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。 具體 是將異步電動機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量（勵磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電 流分量（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制， 并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢 量，所以稱這種控制方式為矢量控制方式。 矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制 方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。 基于轉(zhuǎn)差頻率控制的 矢量控制方式基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進(jìn)行U /

19、f=恒定控制的基礎(chǔ)上，通過檢測異步電動機(jī)的實際速度n,并得到對應(yīng)的控制頻率f，然后根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩，分別控制定子電流矢量及兩個分量間的相位，對通用變頻器的輸出頻率f進(jìn)行控制的?；谵D(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式的最大特點是, 可以消除動態(tài)過程中轉(zhuǎn)矩電流的波動, 從 而提高了通用變頻器的動態(tài)性能。 早期的矢量控制通用變頻器基本上都是采用的基于轉(zhuǎn)差頻 率控制的矢量控制方式。 無速度傳感器的矢量控制方式 無速度傳感器的矢量控制方式是基 于磁場定向控制理論發(fā)展而來的。 實現(xiàn)精確的磁場定向矢量控制需要在異步電動機(jī)內(nèi)安裝磁 通檢測裝置.要在異步電動機(jī)內(nèi)安裝磁通檢測裝置是很困難的但即使不在異步電動機(jī)中直接安裝

20、磁通檢測裝置, 也可以在通用變頻器內(nèi)部得到與磁通相應(yīng)的量,并由此得到了所謂的無速度傳感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根據(jù)輸入的電動機(jī)的銘牌參數(shù),計算公式分別對作為基本控制量的勵磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測，并通過控制電動機(jī)定子繞組上的電壓的頻率使勵磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流的指令值和檢測值達(dá)到一致，并輸出轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)矢量控制。按定子磁鏈定向的直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，是利用空間矢量、定子磁場定向的分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下分析異步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模 型，計算與控制異步電動機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用離散的兩點式調(diào)節(jié)器（BandBand控制），把轉(zhuǎn)矩檢測值與轉(zhuǎn)矩給定值作比較，使轉(zhuǎn)矩波

21、動限制在一定的容差范圍內(nèi)，容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來控制，并產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號，直接對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，以獲得高動態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡化，而是取決于轉(zhuǎn)矩的實際狀況，它不需要將交流電動機(jī)與直流電動機(jī)作比較、等效、轉(zhuǎn)化，即不需要模仿直流電動機(jī)的控制，由于它省掉了矢量變換方式的坐標(biāo)變換與計算和為解耦而簡化異步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型， 沒有通常的PWM脈寬調(diào)制信號發(fā)生器， 所以它的控制結(jié)構(gòu)簡單、 控 制信號處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速且無超調(diào)，是一種具有高靜、 動態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成。實 際上原子并不是組成

22、物質(zhì)的最小粒子，它是由原子核和圍繞核旋轉(zhuǎn)的一群電子組成的 一個微觀系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)的軌道是一組空間的同 心園。同心園數(shù)量有按照轉(zhuǎn)矩限，除允許的軌道外， 其它軌道不允許電子存在。原子具有內(nèi)能，內(nèi)能的大小不能連續(xù)變 化，是一步一步分開的。 這種分開的能量叫 能級。電子所處狀態(tài)決定能級的高低。通常情況下，電子總是所處在內(nèi)層軌道上，這種 狀態(tài)叫基態(tài)或穩(wěn)態(tài)。 在整個原子系統(tǒng)中總是 絕大多數(shù)電子組處于基態(tài)。在沒有外力作用 下，內(nèi)層的電子不會跑到外層上去。也就是說，低能級上的電子不會自動地跑到高能級 上去。當(dāng)基態(tài)的電子被外部用適當(dāng)?shù)姆绞浇o予一定能量，如光照、電子碰撞、化學(xué)作用或加熱 等，就會激發(fā)到高能級上去。相反

23、電子由于原子自身的內(nèi)部矛盾，也會自發(fā)地返回到低級能級上來，這個過程叫自發(fā)躍遷。躍遷是指微觀粒子系統(tǒng)從某一種狀態(tài)到別一種狀態(tài)的過渡。 自發(fā)躍遷時原子的內(nèi)能降低了，多余的能量就會釋放出來。釋放的形式有兩種，一種是熱， 一種是光。熱叫無輻射躍遷，光叫自發(fā)輻射躍遷，其輻射稱自發(fā)輻射， 一般的光源如電燈的光是自發(fā)躍遷產(chǎn)生的。因為原子集團(tuán)中各原子的最外電子不拘一格，輻射物質(zhì)也可能包含多種類的元素。各原 子的電子軌道半經(jīng)并不相等， 能級間的能量差也不一樣。由于這樣的原子集團(tuán)所輻射的電磁波中，各個模式的強(qiáng)度、頻率、相位、方向可能是千差萬別的，故自發(fā)輻射在光學(xué)中叫非相 干光。日光燈、電燈的輻射都是非相干光、 光

24、和無線電波、微波一樣，是電磁能的一種形式， 雖然電磁輻射的效應(yīng)隨頻率而變化，但所有的輻射過程的本質(zhì)都是一樣的。激光的產(chǎn)生是利用物質(zhì)的一種叫受激輻射的特性，通常是物質(zhì)未受到外界能量的激發(fā)時全部電子都集居在基態(tài)能級A，受到外界的能量激發(fā)后，一部分電子就會上升到能級B的高能級，而后它們很快要以熒光躍遷的形式，衰落到次能級 高能級停留的時間都非常短，大約在10的負(fù)八次方秒以下。能級能停留較長時間。 如紅寶石的鉻離子就能停留幾個毫秒，留狀態(tài) （亞穩(wěn)態(tài)）。電子從亞穩(wěn)態(tài)進(jìn)一步向低能級躍遷時，產(chǎn)生光子。如果這個光子在光學(xué)諧振腔（兩端是 反射鏡的一個腔體）中反射回來，就會誘發(fā)同樣性質(zhì)的躍遷，產(chǎn)生同頻率、同相位的

25、光子。 這兩個光子又會再起誘發(fā)作用， 如此下去就會產(chǎn)生足夠強(qiáng)的同頻率，同相位的光從光學(xué)諧振腔中具有半透性的那個反射鏡中射出去，這就是受激輻射。受激輻射光經(jīng)諧振腔多次的反復(fù)、反饋、放大后最終形成一束頻率一樣、相位相同、方 向一致的強(qiáng)大光流，從半反半透的那個鏡片中射出，這就是激光。1900年出生在匈牙利的英國人蓋伯（DGabor）發(fā)明全息照相術(shù)，為此他在1971年獲得諾貝爾獎金。1962年美國的執(zhí)密安大學(xué)的利思（ENLeith）和烏帕特克尼斯（Jvpatnicks）利 用激光拍攝成功了第一張實用全息圖，即離軸型兩光束全息圖片。全息術(shù)的英文名稱叫：Holography出于希臘語，意思是全部記錄，即記

26、錄全部信息一振幅和相位。利用激光照相術(shù)所產(chǎn)生的全息圖上的任一小區(qū)能重現(xiàn)整個物體的象。所以，只要保存底片的一小部分碎片C物質(zhì)。受到刺激后電子在最 但有些物質(zhì)當(dāng)電子躍遷到次高 因而在那里形成一種穩(wěn)定的停就能再現(xiàn)出原來全部的景物，這就是全息的來源，通常我們理解為全部信息。多軸精密運動控制系統(tǒng)通常由工控機(jī)、運動控制卡、I/O 控制卡、驅(qū)動器和電機(jī)組成。對于一些專用自動化設(shè)備而言，采用這種方案系統(tǒng)會顯得過于龐大，成本也較高。下面介紹一種使用Baldor 運動控制卡和觸摸屏組成的多軸精密運動控制系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)具有性能卓越、結(jié)構(gòu)簡單、軟件開發(fā)方便、用戶容易掌握等特點。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)為三維運動平臺控制

27、系統(tǒng)，由 BALDOR NextMove ES 運動控制卡、HITECH 觸摸屏、3 個驅(qū) 動器及步進(jìn)電機(jī)組成。該系統(tǒng)在軟件控制下可實現(xiàn)三軸聯(lián)動，如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)運動；觸摸屏為輸入、輸岀設(shè)備，及可以作按鍵又可以作顯示器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。T 驅(qū)動器XX軸）T 步進(jìn)電機(jī)1圖 1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖運動控制卡的特點所采用的 BALDOR NextMove ES運動控制卡，如圖 2 所示?？芍С侄S模擬伺服軸和四軸步進(jìn)或數(shù)字伺服，既可以獨立運行，也可以通過串行端口與其它系統(tǒng)交換信息。NextMove ES的核心為高性能 DSP,板載的 I/O 包括 20 路數(shù)字輸入,12 路數(shù)字輸出，2 個 1

28、2 位的模擬輸入和 2 個 12 位的模擬輸岀。用戶在使用該卡進(jìn)行運動控制的同時，可以根據(jù)需要將卡上的 I/O 口隨意配置為原點、限位開關(guān)或標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 端口，不再需要其它的 I/O 控制模塊，如 PLC、I/O 控制卡。、RS232f 驅(qū)動器3軸）卜七|步進(jìn)電機(jī)3圖 2 運行控制卡結(jié)構(gòu)框圖BALDOR 卡的 Mint 運動控制語言具有實時、多任務(wù)的特點，可以進(jìn)行任意三軸直線插補(bǔ)，任意二軸圓 弧插補(bǔ)。具有 S 形加速功能，使運動更平滑。還有電子齒輪、電子凸輪和飛剪等控制功能。用戶可以在 Windows 開發(fā)環(huán)境下使用 Visual Basic, Visual C ， Delphi 和 Lab

29、VIEW 等軟件直接 調(diào)用 MintMT 的ActiveX 控件。這樣用戶既可以編制完全獨立的 Baldor 卡控制程序，也可以編寫上、下 位機(jī)控制方式的高級控制程序。人機(jī)界面：觸摸屏的應(yīng)用由于 BALDOR NextMove ES 運動控制卡板載的 I/O 只有 20 個數(shù)字量輸入，用于開關(guān)及限位開關(guān)后就已占9 個。再占用其它數(shù)字輸入口作為輸入設(shè)備顯然不合適宜。因此，我們采用件與 BALDOR 卡中的 COMMS 數(shù)組進(jìn)行通訊。具體實現(xiàn)方法如下:使用 HITECH 觸摸屏自帶的工具軟件 ADP 3.2.00 繪制界面，其繪制過程十分簡單，只需在基本元件工具 欄選中所需要的元件拖入繪圖區(qū)即可，

30、本系統(tǒng)繪制的觸摸屏界面如圖 3 所示，圖 3 中有一個程序啟動按鈕 和三軸的運動位置。圖 3 觸摸屏界面在元件屬性對話框的讀取框內(nèi)輸入相應(yīng)的地址 ,以對應(yīng) BALDOR 運動控制卡中的通訊數(shù)組地址,如圖 4 所示。在本系統(tǒng)中，X、Y、Z 軸當(dāng)前位置顯示元件輸入的地址分別為 DW41、DW42、DW43，啟動按鈕 元件輸入的地址為 B40.0。3 個軸的 HOMEHITECH 的 FWS700T-STN觸摸屏通過 RS232 串口與 BALDOR 卡連接，使用 HITECH觸摸屏的圖形元X：nmV：nnZ：-#:Sttnn變星 _讀取：|DW4i_J宇 a 雙宇格式有符號二進(jìn)制二|圖 4 變量輸

31、入界面上述工作完成后，BALDOR 運動控制卡中的通訊數(shù)組地址COMMS(40 )、C0MMS(41) 、COMMS(42)COMMS(43)就與觸摸屏中的啟動按鈕元件及X、Y、Z 軸當(dāng)前位置顯示元件建立起了對應(yīng)關(guān)系，如需顯示X 軸當(dāng)前位置只要在 BALDOR 卡的控制程序中添加程序 COMMS(41)=POS.0 即可。系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)的軟件是在 BALDOR 的 Mint WorkBench軟件平臺上開發(fā)的，該編程開發(fā)平臺提供了靈活的、類似 BASIC 語言風(fēng)格的自動化編程架構(gòu)，開發(fā)和測試十分方便，極大的縮短了程序開發(fā)的時間。其軟件界面如圖 5 所示。圖 5 Mint WorkBench

32、軟件界面程序流程圖下面以本三維運動平臺中的1 個示例程序詳細(xì)說明系統(tǒng)軟件的開發(fā)思路，其程序流程圖如圖6 所示運動參數(shù)初始化設(shè)置開始由于本系統(tǒng)中采用的是梯形加減速，所以其運動參數(shù)的初始化設(shè)置較為簡單，只需設(shè)置加速度、減速度及其運行速度。任務(wù)模塊任務(wù)模塊是 BOLDOR 運動控制卡的一大特色，在一個程序中可以同時運行多個任務(wù)，類似于 VC 中的線 程。這一功能的好處在于在執(zhí)行軌跡控制的同時可以處理其它事情，本系統(tǒng)中利用任務(wù)來處理實時顯示各軸當(dāng)前的位置。軌跡運行模塊該模塊主要是實現(xiàn)如圖 6 中的運動軌跡，按下啟動按鈕后先將三軸移動至點(40,-20,10), Z 軸再移動 10 個單位到點(40,-

33、20, 20)，然后做直線插補(bǔ)運動，移至點(80, 20, 20)，最后做一段圓弧插補(bǔ)，如圖 7 所示。如果再按啟動按鈕則重復(fù)運行這一軌跡。圖 7 平臺運行軌跡本系統(tǒng)的程序代碼如下：(其中 X、Y、Z 軸分別定義為 0、1、2 軸)Auto 上電后自動運行主程序RESETALL 各參數(shù)復(fù)位三軸比例值初始化,100 三軸加速度值初始化三軸減速度值初始化 三軸速度值初始化COMMS(40)=0 comms(40) 初始化為 0，用于和觸摸屏啟動按鍵通訊用COMMS(41)=POS.0 comms(41) 初始化為 X 軸的當(dāng)前位置值，用于和觸摸屏通訊用COMMS(42)=POS.1 comms(4

34、2) 初始化為 Y 軸的當(dāng)前位置值，用于和觸摸屏通訊用 COMMS(43)=POS.2 comms(42) 初始化為 Z 軸的當(dāng)前位置值，用于和觸摸屏通訊用 Run Task1 運行任務(wù) 1，它與主程序同時運行 ,用于實時顯示三軸的位置 #startIf COMMS(40)=Then 等候按下觸摸屏啟動按鈕，若按下則開始運行畫軌跡程序Wait 250 延時 250msGoTo startEnd IfMOVEA0,1,2=40,-20,10:GO0,1,2三軸以絕對坐標(biāo)移動到軌跡起點 (40, -20, 10)paus IDLE0,1,2 等待三軸停止MOVER. 2=10: GO.2Z軸相對于

35、當(dāng)前位置移動 10 個單位Pause IDLE.2Wait 500CONTOURMODE=1 開連續(xù)插補(bǔ)模式VECTORR0,1=40, 40: GO0,1、Y 軸直線插補(bǔ)相對移動到點(80 , 20 )Pause IDLE0,1CIRCLER0,1=20,-20,-90: GO0,1、 Y 軸以( 100, 0 )為圓心 ,(80, 20 )到圓心的距離為半徑順時針畫 90 度圓弧Pause IDLE0,1CONTOURMODE=0 關(guān)連續(xù)插補(bǔ)模式GoTo start 跳轉(zhuǎn)到 #start 標(biāo)致處Task T ask1 任務(wù) 1 定義LoopCOMMS(41)=POS.0COMMS(42)=

36、POS.1COMMS(43)=POS.2Wait 300End LoopEnd T askEnd 結(jié)束語采用該方案我們成功的開發(fā)了三維自動點膠機(jī) , 外形如圖 8 所示。該系統(tǒng)使用示教方式在觸摸屏上進(jìn) 行點膠軌跡編程 , 并通過觸摸屏進(jìn)行點膠機(jī)初始位置調(diào)整、程序選擇、參數(shù)設(shè)定、啟動停止等控制。用戶對 其控制性能十分滿意。SCALE0,1,2=1,1,1ACCEL0,1,2=100,100DCL0,1,2=100,100,100SPEED0,1,2=20,20,20將 X 軸位置傳給觸摸屏將 Y 軸位置傳給觸摸屏將 Z 軸位置傳給觸摸屏定位或剩余力矩： 在沒有電流通過繞組時， 能使電機(jī)的輸出軸旋

37、轉(zhuǎn)所需用施加的力矩。驅(qū)動器：一個用來運行步進(jìn)電機(jī)的電氣控制裝置。 這包括電源、邏輯程序器、開關(guān)元件 以及一個確定步進(jìn)速率的變頻脈沖源。 動態(tài)力矩：在一定步進(jìn)速率下電機(jī)所產(chǎn)生的力 矩。動態(tài)力矩可由PULL IN（牽入）力矩或PULL OUT（牽出）力矩所表示。 保持 力矩：繞組在通以穩(wěn)態(tài)直流電時，能使電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)所需施加的力矩。慣性：物 體對加速或減速的慣性測量值。此處用于指電機(jī)所要移動負(fù)載的慣性，或電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣 性。 線性步進(jìn)增長 （或稱步長） ：轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一個步距角導(dǎo)螺桿所產(chǎn)生的線性行程。最大溫升：由電阻上拉方式?jīng)Q定，電機(jī)安裝在通風(fēng)的環(huán)境中，保持線圈中的電流恒定牽入力矩： 必須克服轉(zhuǎn)子慣

38、量的加速轉(zhuǎn)矩， 以及加速時固定連接的外接負(fù)載和各種摩擦轉(zhuǎn) 矩。因此，牽入力矩通常小于牽出力矩。 牽出力矩：電機(jī)在恒速下能夠產(chǎn)生的最大力 矩。因為速度不變， 所以沒有慣性力矩。 同時轉(zhuǎn)子內(nèi)部的動能和慣性載荷使?fàn)砍隽卦?大。脈沖速率：每秒施加到電機(jī)繞組上的脈沖數(shù)量（PPS）。脈沖速率等于電機(jī)步進(jìn)速率。每秒脈沖數(shù)（PPS）：電機(jī)在一秒鐘內(nèi)所產(chǎn)生的步數(shù)（有時稱為步數(shù)/秒”。這由電機(jī)驅(qū)動器所產(chǎn)生的脈沖頻率所決定。 升降速：在電機(jī)不失步的情況下，將給定負(fù)荷從原有的低步進(jìn)速率增加至最大，接著再降低至原有速率的一種驅(qū)動技術(shù)。單步進(jìn)響步進(jìn)：電機(jī)每接收一個脈沖時轉(zhuǎn)子的角度。步距角：每一步轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，測量單

39、位度所需要第13頁 共16頁的總步數(shù)。 力矩- 13 -氣動伺服系統(tǒng)的根據(jù)構(gòu)成有以下幾種方式： （1） 以氣動伺服閥為控制元件構(gòu)成系統(tǒng)， 這種方式性能最好， 但由于氣動伺服閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較高、使用條件苛刻，一般的應(yīng)用場合難以接受； （ 2 ） 以氣動比例閥 為控制元件構(gòu)成系統(tǒng)， 氣動比例閥隨著比例電磁鐵技術(shù)的日益成熟， 已出現(xiàn)商品化產(chǎn)品， 且價格適中； （3） 以氣動開關(guān)閥為控制元件，配合以 PWM 、 PCM 、PNM 等控制方式構(gòu)成系統(tǒng)，氣動開關(guān)閥成本最為低廉， 因此這方面的應(yīng)用研究比較多。 根據(jù)氣動伺服系統(tǒng)按功能一般可分為： （1） 位置控制系統(tǒng) （2） 速度控制 系統(tǒng) （3） 力控制

40、系統(tǒng) （4） 位置與力復(fù)合控制系統(tǒng) 其中， 位置控制系統(tǒng)和力控制系統(tǒng)應(yīng)用研究比較多， 速 度控制系統(tǒng)應(yīng)用研究比較少。上世紀(jì)自 90 年代開始，直線電機(jī)的驅(qū) 動技術(shù)在精密定位領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。特別是隨著對數(shù)控機(jī)床加工 技術(shù)要求不斷地實現(xiàn)高速和超高速化、精密和超精密化，高速反應(yīng)能力的直線驅(qū)動伺服技術(shù) 所謂的零傳動方式便應(yīng)運而生， 由于消除了傳統(tǒng)機(jī)械傳動鏈所帶來的一系列不良影響 1 。因而極大地提高了進(jìn)給系統(tǒng) 的快速反應(yīng)能力和運動精度，成為新一代數(shù)控機(jī)床中最具代表性的先進(jìn)技術(shù)之一。因此，帶來了一些新問 題，現(xiàn)在做初步討論。應(yīng)用中的若干問題對模型的基本認(rèn)識 直線電機(jī)伺服系統(tǒng)與傳統(tǒng)的 “旋轉(zhuǎn)電動機(jī)滾 珠

41、絲杠 ”的進(jìn)給方式相比， 雖然消除了機(jī)械傳動鏈所帶來的一些不良影響， 但卻增加了電氣電子控制上的難 度。在要求高精度、微進(jìn)給的場合，必應(yīng)：電機(jī)進(jìn)行完整的一步所要求的時間。對于直線電機(jī)來說，步進(jìn)為直線距離。 為度。每周旋轉(zhuǎn)步數(shù)：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)360與慣性比率：保持力矩除以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量須站在更微觀的層次上，考慮更多的攝動與擾動等不確定性因素對 進(jìn)給運動的影響。否則，零傳動方式將失去原來所希冀的意義。這種機(jī)械上的簡化，導(dǎo)致了控制上難度的 增加。因此，必須采用更有效的控制技術(shù)加以解決。在目前的技術(shù)水平條件下，這種“轉(zhuǎn)嫁 ”顯然是合理的。用軟件技術(shù)和微電子器件實現(xiàn)復(fù)雜有效的控制算法來取代對精度要求很高而又笨重

42、的機(jī)械部件，以獲得更 優(yōu)良的性能，無論如何這是值得的。 在考慮直線伺服電機(jī)的控制策略和具體實現(xiàn)方法時， 始終不應(yīng)該忘記， 盡管模型存在著不確定性，但我們所研究對象的模型框架是基本清晰的，而且對象是一個高精度的快速運 動系統(tǒng)。 直線電機(jī)的特殊問題 這里所講的直線電機(jī)， 它屬于運動控制執(zhí)行部件，而且是作為位置或速度伺 服來應(yīng)用的。電機(jī)磁路的物理結(jié)構(gòu)在兩邊端部斷開，形成了一般旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)所沒有的特殊現(xiàn)象 端部 效應(yīng)，它作為一個與動子速度和位置有關(guān)的擾動存在，對運動性能有顯著的不良影響，這是必須特殊考慮 的一個問題。另外，值得注意的一個問題是，直線電機(jī)驅(qū)動是直接驅(qū)動，沒有中間機(jī)械傳動鏈了。控制系 統(tǒng)模

43、型的攝動、負(fù)載擾動等不確定因素的影響將直接反映到直線電機(jī)的運動控制中，而沒有任何中間的緩 沖衰減過程，因此增加了控制上的困難。直線電機(jī)伺服驅(qū)動一般都為全閉環(huán)控制，提高了對傳感器分辨率 和反應(yīng)能力的要求。也給系統(tǒng)的調(diào)整增加了麻煩。此外，對散熱、制動、防塵、隔磁等實際存在的問題也 要妥善處理。 控制方法要有針對性與實用性 在高精度微進(jìn)給運動中， 必須站在更高的層次上，考慮到一些 更細(xì)微的干擾因素對伺服性能的影響，必須采取有效的措施抑制這些擾動。在選取控制方法，基于對對象 模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)基本清晰的認(rèn)識，又要考慮它存在著模型攝動、負(fù)載擾動等未知的不確定性因素對系統(tǒng)穩(wěn) 定性和抗擾動能力的影響。與此同時，

44、必須從直線電機(jī)伺服系統(tǒng)是一個具有高度快速的動態(tài)系統(tǒng)這一具體 對象的特性出發(fā)，不可能在幾十毫秒的起動或制動過程中以及更為短暫的動態(tài)調(diào)節(jié)過程中，實現(xiàn)十分復(fù)雜 的控制算法。這就是要求針對產(chǎn)生擾動的不同原因的特殊性，以相應(yīng)見長的控制策略對付之。伺服系統(tǒng)第 一重要的性能就是對其指令的跟蹤能力。在理想情況下，輸出能無延遲、無超調(diào)地跟蹤輸入指令的變化。 一個成功的控制策略， 必須針對具體對象的特點， 滿足主要功能要求的同時，兼顧跟蹤能力和抗擾動能力。 現(xiàn)在所研究的控制方法很多， 在理論和實驗研究上有許多文章發(fā)表于刊物， 但見諸成功應(yīng)用于實際產(chǎn)品的， 基本上都是以零、極點配置的 PID 和前饋控制為基礎(chǔ)的控制

45、方法，形式上完備的現(xiàn)代控制方法和耗時費力 的智能控制尚未在實際產(chǎn)品中應(yīng)用。 旋轉(zhuǎn)電機(jī)還是唱主角 雖然直線伺服電動機(jī)驅(qū)動裝置具有許多突出的優(yōu) 點，先進(jìn)國家在數(shù)控機(jī)床等方面已得到了成功的應(yīng)用， 成為新一代數(shù)控機(jī)床的代表性技術(shù)并將越來越普及，但這并不意味著它能完全取代旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動方式?？梢灶A(yù)料，在今后相當(dāng)長的一個時期內(nèi)，大量應(yīng)用的 還將是旋轉(zhuǎn)電機(jī)與滾珠絲杠相結(jié)合的傳動方式。一方面這是因為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動方式也在改進(jìn)，其快速性 和精度在不斷提高 ; 另一方面旋轉(zhuǎn)電機(jī)在價格上具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。機(jī)床已適應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的傳動方式， 無需變動機(jī)床結(jié)構(gòu)，它也不具有直線電機(jī)傳動方式所存在的那些缺點。魯棒性設(shè)計與

46、H-控制不確定因素對于直線驅(qū)動電機(jī)來講是十分敏感的。這是因為直線電機(jī)實現(xiàn)直接零傳動方式，負(fù)載側(cè)的任何變化都直接 反映到電機(jī)的運動控制上。沒有經(jīng)過象滾珠絲杠那樣機(jī)械運動變換與減速作用衰減負(fù)載側(cè)的干擾，這相當(dāng) 于降低了系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能指標(biāo)。因此，有必要更加重視系統(tǒng)的魯棒性問題。負(fù)載側(cè)的干擾主 要有 : 端部效應(yīng)引起的推力變化，運動導(dǎo)軌的非線性摩擦，低速的蠕動爬行運動，負(fù)載阻力大小和動子質(zhì)量 變化，與運動速度相關(guān)的粘滯摩擦系數(shù)變化等。此外，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，直線電機(jī)本身參數(shù)的變化，也會 引起模型的攝動。由此可見，直線電機(jī)在控制上要比旋轉(zhuǎn)電機(jī)困難得多，具有更強(qiáng)的不確定性威脅著系統(tǒng) 工作可靠性，

47、 在設(shè)計時必須要認(rèn)真考慮， 防患于未然。解決這個問題的方法就是要進(jìn)行系統(tǒng)的魯棒性設(shè)計。 所設(shè)計的名義系統(tǒng)當(dāng)然應(yīng)該是穩(wěn)定的，但攝動后的實際系統(tǒng)是否仍能保持穩(wěn)定就不一定了。一個穩(wěn)定系統(tǒng) 的名義系統(tǒng)在攝動下仍然能保持其穩(wěn)定性的能力，稱為這個系統(tǒng)的魯棒性。魯棒性是一個統(tǒng)稱，最基本的可分為穩(wěn)定魯棒性和品質(zhì)魯棒性，前者指系統(tǒng)在攝動下保持穩(wěn)定的能力，后者指保持其品質(zhì)指標(biāo)的能力。 顯然，魯棒性是控制系統(tǒng)的一項重要性能指標(biāo)。經(jīng)過 20 多年的研究和發(fā)展，魯棒控制理論得到了長足的 發(fā)展。尤其以 H-控制理論為突出代表，在設(shè)計控制器中得到了很好的應(yīng)用。從廣義上講，系統(tǒng)的不確定 性按其結(jié)構(gòu)分為兩類 : 其一，不確定性

48、結(jié)構(gòu)未知，僅知不確定性變化范圍（ 結(jié)構(gòu)不確定性 ）; 其二，不確定性結(jié)構(gòu)已知，存在著參數(shù)變化（參數(shù)不確定性）。第一類不確定性魯棒控制的研究導(dǎo)致了店控制理論的產(chǎn)生和成熟，第二類不確定性的魯棒控制研究導(dǎo)致了參數(shù)魯棒控制理論的發(fā)展。是一種范數(shù)的表示方式，其中 H 是指在稱為哈迪（Hardy）空間的復(fù)右半平面上由解析復(fù)變函數(shù)所構(gòu)成的集合。Hardy（1840 1928）是位英國數(shù)學(xué)家。設(shè) Hardy 空間中元素為函數(shù) ，其范數(shù)可表示為：上式簡記為，實則是表示 Hardy 空間中的元素函數(shù)按上述定義的一種范數(shù)?；蛘咄ㄋ椎刂v，遍取 Hardy 空間中元素的函數(shù)，取其長度最大 者，定義為函數(shù)的a范數(shù)，記為，它亦可以視為具有這種范數(shù)的 Hardy 空間。1981 年，加拿大 學(xué)者 G.ames 提出了以控制系統(tǒng)內(nèi)某些信號間的傳遞函數(shù)（矩陣）的范數(shù)為優(yōu)化指標(biāo)的設(shè)計思想。基于Ha控制理論設(shè)計控制系統(tǒng)，不論是魯棒穩(wěn)定還是干擾抑制問題都可以歸結(jié)為求解一個反饋控制器使閉環(huán) 系統(tǒng)穩(wěn)定且閉環(huán)傳遞函數(shù)矩陣的 Ha范數(shù)最小或者小于某一給定值?；赗iccati 方程的 DGKF 方法是屬于求解次優(yōu)化解 2 ，可由 MATLAB 仿真軟件求出。 對于所有可能出現(xiàn)的干擾信號， 我們總希望所求解的 控