雙絲杠同步控制誤差建模與仿真分析*

許向榮，尚 彤

(山東建筑大學機電工程學院,濟南 250100)

0 引言

由于雙絲杠進給系統是采用兩個絲杠帶動工作臺的運動，兩個驅動電機之間應該保持高同步性，其結構上具有較為復雜的機械耦合關系，一旦系統在運行中受到了負載的變化等各種環境因素的影響，將會直接造成兩個絲杠之間的不同步現象，從而引起工作臺產生扭斜等問題，最終會造成工作臺的精度很難得到保證，因此配置合適的雙絲杠同步控制技術來提升雙絲杠的同步精度至關重要。

近年來，針對雙絲杠進給系統的運動位置同步控制這個問題，許多技術專家和專業學者已經深入研究過并提出了很多有效的具體解決方法，如運動神經網絡同步控制、魯棒控制、滑模變結構同步控制和模糊控制等[1-3]。

其中，滑模變結構控制因控制效果好、響應時間短、速度快和魯棒性強被廣泛使用。但滑模變結構控制也有明顯的不足之處，即系統狀態軌跡到達滑模面后，狀態很難嚴格地沿著面向平衡點的滑模滑動，而是在兩側來回交叉接近平衡點，從而產生抖振，導致系統不穩定[4-5]。將模糊控制與單軸滑模控制進行緊密結合，是一種抑制抖振的有效方式[6-7]。本文使用模糊控制在線調整滑模控制中的增益系數，該方法可以降低單軸滑模控制系統的抖振現象，并且不影響系統穩定性。

雙絲杠兩軸之間的同步控制策略通常有主從同步控制、并行同步控制、虛擬主軸同步控制和交叉耦合同步控制等[8-9]。……