基于區(qū)間分析理論的機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別.pdf

1、精確的動(dòng)力學(xué)模型是進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制和系統(tǒng)仿真的重要基礎(chǔ)。目前，應(yīng)用基于現(xiàn)代控制理論和系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)的系統(tǒng)辨識(shí)法獲得復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型是當(dāng)前機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。通過(guò)系統(tǒng)辨識(shí)法獲得機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型時(shí)需要解決兩個(gè)基本問(wèn)題，一個(gè)是建立機(jī)電系統(tǒng)的參數(shù)模型，另一個(gè)是研究系統(tǒng)辨識(shí)的方法，對(duì)模型的未知參數(shù)進(jìn)行識(shí)別。對(duì)于辨識(shí)模型的建立，在不同的機(jī)電系統(tǒng)中或者不同的工程背景要求下可能需要建立不同類(lèi)型的辨識(shí)模型，沒(méi)有統(tǒng)一性。但是對(duì)于

2、參數(shù)識(shí)別的方法的研究具有統(tǒng)一性，對(duì)不同的辨識(shí)模型可以用同一種參數(shù)識(shí)別方法進(jìn)行。因此，研究參數(shù)識(shí)別方法對(duì)于機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立有十分重要的意義。而利用區(qū)間算法所具備的自檢性和自顯性等特點(diǎn)進(jìn)行復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的參數(shù)識(shí)別，是近幾年才受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視，這在解決控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程應(yīng)用中具有很好的應(yīng)用前景。本文研究用區(qū)間分析理論解決機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別問(wèn)題對(duì)于機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及提高控制精度具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 論文研究?jī)?nèi)容主要包括

3、以下三個(gè)部分： (1)研究區(qū)間分析理論與系統(tǒng)辨識(shí)法的關(guān)系，提出基于區(qū)間分析理論的參數(shù)識(shí)別方法，將系統(tǒng)的參數(shù)識(shí)別問(wèn)題表述成與區(qū)間分析理論相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，明確應(yīng)用區(qū)間分析算法對(duì)所建立的系統(tǒng)辨識(shí)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解的基本思路和步驟。 (2)利用本文所提基于區(qū)間分析理論的參數(shù)識(shí)別方法，對(duì)兩自由度平面機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行理論計(jì)算，并借助兩自由度平面機(jī)器人測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行參數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)對(duì)比分析理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，來(lái)證明區(qū)間分析法解決參數(shù)識(shí)別

4、問(wèn)題的有效性，從而驗(yàn)證本文所提方法的正確性。 (3)將所提區(qū)間分析法應(yīng)用于BirthSIM機(jī)器人氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)該系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核和檢驗(yàn)，解決較為復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)的參數(shù)識(shí)別問(wèn)題，為BirthSIM機(jī)器人的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制和系統(tǒng)仿真提供了必要的數(shù)據(jù)支持。 本文利用所提區(qū)間分析方法結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了理論分析，并借助試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)所提方法進(jìn)行了實(shí)踐驗(yàn)證，然后將理論方法應(yīng)用于機(jī)器人設(shè)計(jì)實(shí)踐中，在整個(gè)研究過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的研