多轴同步控制系统的寿命预测和延寿方法

摘要：

随着多轴同步控制系统应用日益广泛,对其安全可靠性的要求也愈加迫切,尤其当元部件不可避免地逐渐退化时,对系统依旧具有持续工作的期许.鉴于此,针对一类考虑单轴执行器退化的多轴同步控制系统,将感知与认知相结合,提出一种基于系统剩余寿命(RUL)预测的动态矩阵(DMC)-PID串级延寿控制方法.首先,在不改变原有多轴同步系统结构的前提下,通过串级方式引入DMC作为延寿控制器,辅以PHM模块作为自主维护分析决策器,构建具有实时RUL预测和延寿功能的多轴同步系统新架构;然后,建立执行器隐含退化状态与多轴同步系统性能等感知信息之间的联系,得到多轴同步系统RUL分布的解析解并用于实时预测;接着,将其与同步系统的期望工作时长相结合,作为在线自主维护的认知依据,并基于给出的一种同时依赖执行器退化状态和延寿期许的自适应参数调节律,用以在线动态调整DMC约束矩阵Q和R的元素值,通过更契合退化过程特征和延寿需求的方式以减缓执行器退化、延长系统使用寿命,进而实现多轴系统性能与耐用性之间的更优折衷平衡;最后,通过舞台多电机同步控制系统仿真实验验证所提出方法的有效性.

关键词：执行器、多轴同步、寿命预测、延寿控制、自主维护决策、自适应调节

所属期刊栏目：38

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金62063017

在线出版日期：2023-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2587-2596