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文檔簡介
1、在伺服運動控制系統(tǒng)中,由于非線性摩擦環(huán)節(jié)的存在,系統(tǒng)的動靜態(tài)性能受到很大影響。隨著科技的不斷發(fā)展,對伺服系統(tǒng)性能要求越來越高,而摩擦環(huán)節(jié)嚴重制約了伺服系統(tǒng)的發(fā)展,因此摩擦補償技術已成為高性能伺服控制系統(tǒng)的關鍵技術,對該技術的研究具有重要的理論意義和廣泛的應用前景。本文針對伺服運動控制系統(tǒng)中的摩擦環(huán)節(jié),采用理論建模、仿真分析和實驗研究相結合的方法,從LuGre摩擦模型的辨識、修正和控制策略的設計方面進行了深入研究。
首先,建
2、立了開放式伺服系統(tǒng)各組成部分的數(shù)學模型,在此基礎上建立了基于Simulink伺服系統(tǒng)仿真平臺?;谠摲抡嫫脚_對LuGre摩擦模型的動態(tài)特性進行了深入研究,分析了Stribeck模型與LuGre模型的區(qū)別與內在聯(lián)系。此外,還通過該仿真平臺完成了對摩擦參數(shù)的辨識方法和摩擦補償方法的可行性和有效性驗證。
其次,完成了LuGre摩擦模型的參數(shù)辨識與模型的修正。對伺服系統(tǒng)進行了轉矩紋波補償,消除了轉矩紋波對辨識摩擦參數(shù)產生的不利影響
3、;基于穩(wěn)態(tài)誤差反推摩擦力矩的方法,通過多組勻速運動的實驗提取速度與摩擦力矩的對應關系,實現(xiàn)了對LuGre模型靜態(tài)摩擦參數(shù)的精確辨識;提出了一種基于簡化摩擦模型的轉動慣量的辨識方法,完成對轉動慣量的精確辨識,進而為LuGre摩擦模型動態(tài)參數(shù)的辨識提供條件;利用遺傳算法實現(xiàn)了對LuGre摩擦模型動態(tài)參數(shù)的精確辨識;提出了一種LuGre摩擦模型的修正方法,解決了粘性摩擦系數(shù)在實際應用中存在的問題,修正后的摩擦模型能更完全、精確地反映伺服系統(tǒng)的
4、摩擦特性,具有更高的實用價值。
最后,對摩擦補償?shù)目刂撇呗赃M行了研究。根據(jù)LuGre修正摩擦模型的參數(shù)辨識結果,提出了采用轉矩紋波補償+速度加速度前饋補償+LuGre修正模型的摩擦前饋補償?shù)目刂品椒?改善了伺服系統(tǒng)的跟蹤性能。考慮到摩擦模型參數(shù)會隨外界環(huán)境變化而改變,本文還提出了一種基于Backstepping設計的自適應摩擦補償方法,保證了閉環(huán)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性,并能有效地克服非線性摩擦的影響,提高了伺服控制系統(tǒng)的跟蹤精度
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