基于LuGre摩擦模型补偿的动态电液测力建模与实验研究

为提高电液测力系统在动态下测量其负载的精度,采用Lu Gre摩擦模型描述动态测力时摩擦力非线性特征,搭建了基于比例阀压力控制的动态电液测力系统,对其在不同油液压力、速度下的摩擦力进行测量,依据实验数据及动、静态参数辨识模型辨识得到动、静态参数,进一步研究油液压力及移动速度对Lu Gre模型中各个参数的影响,得到关于油液压力及移动速度的Lu Gre摩擦模型,之后对油液推力实时补偿,得到基于Lu Gre摩擦模型补偿的动态电液测力精度。实验结果表明,动态电液测力状态下库仑摩擦力、最大静摩擦力及动态参数随油液压力的增大而变大,粘性摩擦系数和Stribeck速度随油液压力的增大而降低;基于Lu Gre摩擦补偿的动态电液测力系统测量精度可达0.45%。

机器人转动关节的LuGre摩擦模型参数辨识

根据Lu Gre摩擦模型辨识理论,以伺服电机驱动轴与伺服电机内部的摩擦模拟机器人关节摩擦,建立Lu Gre摩擦模型。对伺服电机做基于固高卡的模拟量控制,通过C++编程,从编码器中读取角度、转速值、加速度值。正转速度和对应的驱动力矩,以及反转速度和对应的驱动力矩,分别构成静态参数辨识的两组数据。位移、速度、加速度和驱动力矩构成动态参数辨识数据。在MATLAB中编写粒子群算法辨识程序,对以上数据进行处理,最终得到Lu Gre模型的6个参数的辨识值。

基于滑模控制的数控机床伺服系统的摩擦补偿

以数控机床伺服系统为研究对象,对其建立了数学模型,并结合Lu Gre摩擦模型,设计了参数在线估计的PID滑模面自适应控制器.并采用李亚普诺夫函数证明系统的渐进稳定性.最后通过系统的MATLAB仿真及物理实验进一步证明了系统具有良好的跟踪性能.

四电机伺服系统有限时间动态面控制

针对含有非线性齿隙和LuGre摩擦的四电机同步驱动伺服系统,在反步法的基础上结合动态面控制技术和有限时间控制技术设计基于观测器的有限时间动态面控制方法。在反步设计过程中,设计了鲁棒控制项抑制非线性齿隙的影响;构造了非线性观测器来估计摩擦力矩并在反步法中实现摩擦补偿;采用动态面控制技术解决了反步法存在的“计算爆炸”问题,并建立了补偿机制用于减小跟踪误差;采用有限时间控制技术加快了系统响应速度,进一步减小了跟踪误差。最后运用李雅普诺夫理论分析了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提方法的有效性。