試驗轉(zhuǎn)臺設(shè)計及摩擦補償研究.pdf

1、轉(zhuǎn)臺是具有重要國防戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價值的系統(tǒng)測試設(shè)備,廣泛應(yīng)用于航天、航海、航空等領(lǐng)域,其性能的優(yōu)劣是保證飛行器和制導(dǎo)武器系統(tǒng)精度和性能的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)中摩擦環(huán)節(jié)的存在容易導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差、爬行、極限環(huán)振蕩等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了轉(zhuǎn)臺性能的提高。因此,研究仿真轉(zhuǎn)臺的摩擦補償方法從而減弱或消除摩擦環(huán)節(jié)對伺服系統(tǒng)性能的影響,對研制性能優(yōu)良的高精度超低速轉(zhuǎn)臺性具有十分重要的意義。本文以二軸試驗轉(zhuǎn)臺為研究對象,根據(jù)轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的具體要求進(jìn)行了總體方

2、案的設(shè)計,著重對如何在控制策略中實施摩擦補償展開了研究。
　　 首先,在分析了試驗轉(zhuǎn)臺總體方案的基礎(chǔ)上確定了機械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計方案,采用地平式結(jié)構(gòu)加直流力矩電機直驅(qū)的方案可以實現(xiàn)精確的對海上移動目標(biāo)的無盲區(qū)跟蹤。為了使摩擦補償算法更易于實現(xiàn),提出了一種開放式的轉(zhuǎn)臺控制方案并分別進(jìn)行了控制系統(tǒng)硬件部分和軟件部分的設(shè)計。在完成伺服系統(tǒng)具體設(shè)計之后,對二軸試驗轉(zhuǎn)臺的不確定度進(jìn)行了詳細(xì)分析計算,以驗證本文的設(shè)計方案是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求。

3、
　　 其次,本文選用LuGre摩擦模型對轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)中的摩擦環(huán)節(jié)進(jìn)行補償,通過在MATLAB中的仿真,驗證了LuGre摩擦模型對摩擦的預(yù)滑動位移、摩擦滯后等摩擦非線性特性的準(zhǔn)確描述。針對LuGre摩擦模型參數(shù),運用兩步辨識的方法對靜態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù)分別進(jìn)行辨識,同時為了獲得更高精度的靜態(tài)參數(shù),減小靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)之間的耦合影響,本文采用基于模擬退火的粒子群優(yōu)化算法對靜態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨識,然后在已獲得的靜態(tài)參數(shù)基礎(chǔ)上對動態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨