磁流变-气浮复合驱动精密运动平台的非线性刚度与可控阻尼的协调致稳特性及控制策略研究

项目名称： 磁流变-气浮复合驱动精密运动平台的非线性刚度与可控阻尼的协调致稳特性及控制策略研究

项目编号： No.51375432

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 朱笑丛

作者单位： 浙江大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 磁流变-气浮复合驱动精密运动平台采用气浮效应产生无摩擦的非线性刚度，采用磁流变效应产生快速响应的可控阻尼，具有多功能主被动灵活控制的特点，在航空航天、精密加工等领域的中轻载、大行程、高精度运动系统上将有较好适用性。但是，磁流变与气浮效应的气-液-磁-电多物理场的强耦合与非线性增加了系统控制和动静态分析的难度，并存在驱动饱和、传感误差、观测噪声、磁流变阻尼力耗散约束等问题，给其高精度控制带来挑战。本项目将研制实现微米级定位精度的自供能磁流变-气浮复合致动器及其精密运动平台；研究气浮间隙泄漏和阀口中位泄漏模型保证高精度与高动态输出的可实现性；分析动态模量对系统时频域综合性能的影响来获得非线性刚度与可控阻尼的协调致稳规律；设计基于阻尼力耗散与动力学约束的受限优化自适应鲁棒控制器，并结合动态干扰观测、最佳刚度与阻尼的直接逆映射，实现复合驱动系统高速高精度定位、承载自适应性和较高的抗干扰性能。

中文关键词： 磁流变-气浮复合驱动；协调控制；可控阻尼；自适应鲁棒；非线性刚度

英文摘要： A precision motion stage driven by composite actuators with magnetorheological (MR) fluids and air bearings (CAMFAB) is proposed, which employs air floating technology to generate nonlinear stiffness with frictionless motion, and utilizes MR effect to gen

英文关键词： composite actuator with magnetorheological fluids；coordinate manner；controllable damping；adaptive robust；nonlinear stiffness