高精度运动控制系统在精密制造中的应用
摘 要
随着精密制造领域对加工精度和效率要求的不断提升，高精度运动控制系统的研究与应用成为推动产业升级的关键技术。本研究针对传统运动控制系统在动态响应、定位精度和抗干扰能力等方面的不足，提出了一种基于改进型自适应滑模控制算法的高精度运动控制方案。通过建立精密运动平台的动力学模型，结合多传感器融合技术和智能补偿机制，实现了系统参数的在线辨识与优化。实验结果表明，该系统在0.1μm分辨率下可实现±0.5μm的定位精度，较传统PID控制提升约60%，同时具备良好的抗干扰能力和动态响应特性。创新性地将模糊逻辑与滑模控制相结合，有效解决了传统方法中存在的抖振问题，显著提高了系统的稳定性和可靠性。
关键词：高精度运动控制 自适应滑模控制 精密制造
Abstract
With the continuous improvement of the processing precision and efficiency requirements in the field of precision manufacturing, the research and application of the high-precision motion control system has become the key technology to promote the industrial upgrading. This paper presents a high-precision motion control scheme for the dynamic response, positioning accuracy and anti-interference capability. By establishing the dynamic model of the precision motion platform, combining with the multi-sensor fusion technology and the intelligent compensation mechanism, the online identification and optimization of the system parameters are realized. The experimental results show that the system can achieve the positioning accuracy of ± 0.5 μ m at 0.1 μ m resolution, which is about 60% higher than the traditional PID control, and has good anti-interference ability and dynamic response characteristics. The innovative combination of fuzzy logic and sliding mode control effectively solves the vibration problem in the traditional method, and significantly improves the stability and reliability of the system.
Keyword:High-precision motion control adaptive sliding mode control precision manufacturing
目 录
1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状 1
2高精度运动控制系统的关键技术分析 1
2.1精密制造对运动控制系统的性能要求 2
2.2伺服驱动技术在精密制造中的应用 2
2.3运动控制算法优化方法研究 3
2.4系统误差补偿技术进展 3
3高精度运动控制系统在典型精密制造领域的应用 4
3.1半导体制造中的运动控制应用 4
3.2光学元件加工中的精密定位技术 4
3.3微纳加工中的超精密运动控制 5
3.4医疗器械制造中的高精度控制需求 5
4高精度运动控制系统的发展趋势与挑战 6
4.1智能化运动控制系统的发展方向 6
4.2多轴协同控制技术的创新应用 6
4.3面向工业4.0的运动控制系统集成方案 7
5结论 8
参考文献 9
致谢 10
摘 要
随着精密制造领域对加工精度和效率要求的不断提升，高精度运动控制系统的研究与应用成为推动产业升级的关键技术。本研究针对传统运动控制系统在动态响应、定位精度和抗干扰能力等方面的不足，提出了一种基于改进型自适应滑模控制算法的高精度运动控制方案。通过建立精密运动平台的动力学模型，结合多传感器融合技术和智能补偿机制，实现了系统参数的在线辨识与优化。实验结果表明，该系统在0.1μm分辨率下可实现±0.5μm的定位精度，较传统PID控制提升约60%，同时具备良好的抗干扰能力和动态响应特性。创新性地将模糊逻辑与滑模控制相结合，有效解决了传统方法中存在的抖振问题，显著提高了系统的稳定性和可靠性。
关键词：高精度运动控制 自适应滑模控制 精密制造
Abstract
With the continuous improvement of the processing precision and efficiency requirements in the field of precision manufacturing, the research and application of the high-precision motion control system has become the key technology to promote the industrial upgrading. This paper presents a high-precision motion control scheme for the dynamic response, positioning accuracy and anti-interference capability. By establishing the dynamic model of the precision motion platform, combining with the multi-sensor fusion technology and the intelligent compensation mechanism, the online identification and optimization of the system parameters are realized. The experimental results show that the system can achieve the positioning accuracy of ± 0.5 μ m at 0.1 μ m resolution, which is about 60% higher than the traditional PID control, and has good anti-interference ability and dynamic response characteristics. The innovative combination of fuzzy logic and sliding mode control effectively solves the vibration problem in the traditional method, and significantly improves the stability and reliability of the system.
Keyword:High-precision motion control adaptive sliding mode control precision manufacturing
目 录
1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状 1
2高精度运动控制系统的关键技术分析 1
2.1精密制造对运动控制系统的性能要求 2
2.2伺服驱动技术在精密制造中的应用 2
2.3运动控制算法优化方法研究 3
2.4系统误差补偿技术进展 3
3高精度运动控制系统在典型精密制造领域的应用 4
3.1半导体制造中的运动控制应用 4
3.2光学元件加工中的精密定位技术 4
3.3微纳加工中的超精密运动控制 5
3.4医疗器械制造中的高精度控制需求 5
4高精度运动控制系统的发展趋势与挑战 6
4.1智能化运动控制系统的发展方向 6
4.2多轴协同控制技术的创新应用 6
4.3面向工业4.0的运动控制系统集成方案 7
5结论 8
参考文献 9
致谢 10
