交流伺服系統摩擦建模及先進控制算法研究.pdf

1、在現代社會的生產生活中，如工業(yè)生產、航空航天、國防科技等領域，永磁同步電機的應用越來越廣泛。雖然永磁同步電機具有體積小、重量輕、結構簡單等優(yōu)點，但在實際應用中由于受到摩擦力矩的影響往往在性能上大打折扣。摩擦是一種復雜的物理現象，給眾多控制系統帶來很多負面影響，且難以避免，它使伺服系統雙向運動時產生“平頂”現象，低速時產生“爬坡”現象。
　　本文針對摩擦力矩對永磁同步電機位置跟蹤時的影響進行研究，在廣泛調研摩擦模型的基礎上，結合工程

2、實際，提出了兩種摩擦模型的擬合方法。一種選取最簡單的庫倫摩擦模型，通過給定兩個幅值頻率比相同的正弦波進行辨識。第二種選取Stribeck摩擦模型，對非線性較強的低速段采用拉格朗日插值法;對線性度較高的中高速段采用最小二乘算法進行擬合，兩種擬合方法充分考慮了工程實現可行性。為了追求擬合更高精度的摩擦模型，本文利用遺傳算法辨識Stribeck摩擦模型使得模型擬合程度更高，擬合誤差更小。最后在絲杠平臺進行了補償測試，實驗證明補償效果較好。

3、r>　　摩擦模型在工況變化時可能會產生變化，導致離線辨識的摩擦模型偏差較大，為了追求增加系統對外界環(huán)境的適應性，本文基于遺傳算法辨識出的Stribeck摩擦模型，設計了針對摩擦模型隨工況變化時能夠自調整的自適應控制器，使系統在摩擦模型參數變化時也能夠實現快速收斂。
　　機器人伺服系統在運行過程中不光受到摩擦力矩的影響，還受到機械臂的重力矩的影響。本文通過設計兩組運動曲線實現了重力矩和摩擦力矩的分離，并對分離出的摩擦力矩利用拉格朗日