基于平均偏差耦合模糊PID的双电机线控转向容错同步控制研究 刘军， 杨子燕， 徐新福， 周天航， 周亚洲

《Machines》：Research on Fault-Tolerant Synchronous Control of Dual Motors for Wire-Controlled Steering Based on Average Deviation Coupled Fuzzy PID Jun Liu, Ziyan Yang, Xinfu Xu, Tianhang Zhou and Yazhou Zhou

　　

摘要

高速放置机器的悬臂式拾放臂在高加速度运动下容易受到微振动和弹性变形的影响，从而降低芯片放置的精度。为了解决这个问题，本文对细长变截面杆的自然频率特性和结构优化进行了分析研究。首先，基于薄壁壳理论建立了薄壁悬臂杆的位移场模型。其次，结合能量法和哈密顿原理推导出了无阻尼自由振动方程。利用Rayleigh–Ritz方法和Chebyshev多项式作为基函数，构建了变截面薄壁杆自然频率的解析计算模型。该模型通过有限元仿真进行了验证，低阶自然频率的相对误差控制在5%以内，证明了其良好的精度和鲁棒性。此外，设计了一个四因素三水平正交实验来分析参数对自然频率的影响，最终确定了最优的结构参数组合为?₃ = 8 mm、L₁ = 10 mm、L₂ = 50 mm和L₃ = 5 mm。实验结果表明，在高加速度运动下的最大动态变形从0.066 mm降低到0.021 mm，减少了68.2%，有效抑制了残余振动和末端位移偏差。本研究提出的解析方法为高速精密设备中柔性组件的动态性能评估提供了理论基础，其优化策略可以为芯片放置机器关键部件的高刚性设计提供工程参考。