[发明专利]一种贴片机机头运行位置精度控制方法

说明书

一种贴片机机头运行位置精度控制方法，包括以下步骤：1)根据贴片机控制系统机头运行路程的轨迹设计微分跟踪器，其作用是安排过渡过程，对输入给定的参考信号x_i0，经过微分跟踪器后获得参考信号的近似微分信号x_vi(k)和对应参考位置的过渡值x_pi，将设定的参考信号平滑化；2)根据控制系统的输入输出设计扩张状态观测器ESO，对系统的电机实际运行位置、对应电机转速以及新扩张的状态量进行实时估计；3)根据扩张状态观测器估计得到的值，设计相应的误差补偿控制律，实现对影响控制系统性能的内外未知干扰总和进行补偿，即在得到系统控制输入量后要减掉干扰估计值，从而得到新的控制量。本发明实现对贴片机控制系统机头位置精度控制。

技术领域

本发明涉及一种位置精度控制方法，尤其是一种贴片机机头运行位置精度控制方法，属于运动控制领域。

背景技术

近年来，随着现代电子技术的发展，电子设备的生产和制造正向着智能化、高速化等方向发展，电子组装技术的快速发展是现代电子技术发展的重要体现。表面贴装技术(SMT)是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工业，是一种涉及多项内容，将电子元件贴装到PCB电路板上的综合技术。

PCB电路板元器件贴装是一种高速、高精度工艺技术，由于元器件体积较小，要在短时间内机头吸嘴从料栈吸取元器件并在PCB电路板上完成贴装，这对机头位置精度有着较高的要求。然而，因贴片机控制系统在快启动和快速提速的过程中系统会有抖动现象，以及系统本身存在的未知干扰会影响贴片机机头吸嘴吸取元器件后的角度位置，进而在PCB电路板上贴装的时候会发生偏移，导致元器件在PCB电路板上出现短路和断路的现象，最终会影响整块电路板的质量。

在位置精度控制的研究中，传统的PID控制算法以其结构简单、易实现等优点仍被广泛应用，但是常规的PID控制算法对多变量、强耦合的非线性系统难以达到理想的控制效果。为此，人们探索了一些智能算法应用于贴片机控制系统中的位置精度控制，如模糊逻辑控制、自适应模糊PID控制、BP神经网络控制、RBF神经网络自适应控制等。相比传统的PID控制，智能算法的应用在一定程度上提高了位置精度控制，但是以上算法仍然没有很好考虑系统内外干扰对位置精度的影响。因此需要一种有效的智能控制算法应用于贴片机位置精度的控制。

发明内容

为了克服现有控制算法没有很好考虑贴片机控制系统内部和外界未知干扰对贴片机机头运行位置精度的影响，本发明提供了一种贴片机机头运行位置控制方法，该方法基于自抗扰控制技术，根据设计的扩张状态观测器，可实时估计系统的内部和外界未知干扰，特别是在机头快速启动和高加速过程中的抖动，并通过设定的误差补偿控制律进行补偿，实现对贴片机控制系统机头位置精度控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种贴片机机头运行位置精度控制方法，所述方法包括以下步骤：

1)根据贴片机控制系统机头运行路程的轨迹设计微分跟踪器，其作用是安排过渡过程，对输入给定的参考信号x_i0，i＝1,2表示对应的X和Y轴，经过微分跟踪器后获得参考信号的近似微分信号x_vi(k)和对应参考位置的过渡值x_pi，将设定的参考信号平滑化；

2)根据控制系统的输入输出设计扩张状态观测器ESO，对系统的电机实际运行位置、对应电机转速以及新扩张的状态量进行实时估计，所述新扩张的状态量包括系统内部和外界未知干扰；

3)根据扩张状态观测器估计得到的值，设计相应的误差补偿控制律，实现对影响控制系统性能的内外未知干扰总和进行补偿，即在得到系统控制输入量后要减掉干扰估计值，所述系统控制输入量为未对系统内外总和干扰处理的控制量，从而得到新的控制量。

进一步，所述步骤1)中，设计的微分跟踪器其形式如下：