温度变化下的伺服系统非线性摩擦建模

针对机械伺服系统因温度变化产生的非线性摩擦变化,提出了一种反映温度因素的摩擦建模方法来实现对伺服系统的摩擦补偿。首先,分析了温度和摩擦的关系,并结合修正黏性摩擦的LuGre模型,讨论了该模型各参数与温度之间的关系。利用单隐层BP神经网络描述了随温度变化的各个参数,并确定了神经网络的输入、输出以及传递函数。然后,通过神经网络训练获得神经网络参数,从而得到与温度相关的摩擦模型。最后,改变运行条件,验证了提出的模型对摩擦的估计能力。建立的摩擦模型在不同运行条件、不同温度状态下的最大相对估计偏差小于2.5%,表明其能很好地估计系统摩擦力矩,满足高精度摩擦补偿。

交流位置伺服系统非线性摩擦补偿控制研究

针对交流位置伺服系统中具有摩擦非线性、参数不确定性以及外界扰动等问题,建立了基于LuGre理论的非线性摩擦模型伺服系统模型,并考虑了包括永磁同步电机、传动丝杠在内的非线性摩擦,提出了一个基于模型的摩擦补偿算法。仿真和试验结果表明,摩擦模型能有效描述交流位置伺服系统的非线性摩擦,摩擦补偿控制算法可以有效提高位置跟踪和速度跟踪的精确度。

水下转台系统的一种实验建模方法

针对非线性摩擦特性对伺服系统建模的影响问题 ,通过适当的实验设计 ,利用优化方法来得到系统非线性摩擦模型以及系统模型参数。实验结果表明 。

高精度伺服系统Stick—Slip摩擦的机理建模与非线性动力学分析

低速摩擦问题是高精度伺服系统设计所面临的难点之一,直接影响系统的稳态精度和稳定性,不仅会使系统产生稳志误差,而且还会导致Stick—Slip运动,甚至会使系统进入混沌状态。为了能提高系统性能,很多学者对含摩擦环节的伺服系统进行了大量研究,得出了很多有益的结论。本文主要综述近年来在摩擦特性和机理研究、摩擦建模以及摩擦非线性动力学三个方面的研究现状。

基于积分鲁棒的电液伺服系统渐进控制

电液伺服系统具有未知的动力学和有界扰动,针对该问题,采用光滑摩擦模型来适应未知的非线性,同时针对近似误差和其它有界扰动,利用误差项符号的积分鲁棒方法来补偿,减少了总体控制抖动和传统的高增益反馈带来的保守性,同时证明了系统跟踪精度可渐近收敛。仿真结果表明该控制方法可提高系统性能,且控制输入是光滑的,便于在实际工程中执行。

摩擦非线性伺服系统辨识建模方法研究

针对伺服控制设计时系统精确建模的重要性,提出了一种主要针对受摩擦非线性影响的系统建模方法,即通过在辨识输入信号中叠加摩擦补偿来抵消摩擦的影响,从而实现对非线性系统的线性化处理的建模方法。并通过模型验证实验,证明经过这种处理方法得到的模型准确化程度很高。

基于改进Dahl模型的进给伺服系统摩擦特性与补偿研究

针对进给伺服系统存在非线性摩擦的问题,介绍了一种改进的Dahl模型,该模型改善了Dahl模型的稳定性且能描述滞-滑现象。基于该模型建立了考虑摩擦的系统综合数学模型,分析了摩擦对系统性能的影响;同时,对系统采用固定摩擦补偿,并利用遗传算法对摩擦参数进行了辨识。结果表明,改进的Dahl模型摩擦补偿有效地消除了系统因摩擦而产生的"死区"、"平顶"等不良现象,提高了系统的运动精度和定位精度。

一种转台伺服系统干扰补偿控制方法研究

为提高转台伺服系统的低速跟踪性能,提出一种结合LuGre摩擦模型和非线性干扰观测器(NDO)补偿非线性干扰的方法。使用LuGre摩擦模型补偿系统的摩擦干扰力矩,建立NDO模型消除系统建模不精确及其他未知干扰的影响,并采用反演法设计系统的自适应滑模控制律。通过仿真表明,基于LuGre+NDO模型自适应滑模控制能有效消除转台的低速"爬行"现象,位置稳态误差达到2×10–5 rad,速度稳态误差达到1.5×10–3 rad/s。且通过与传统控制方法结果对比,证明所提出的方法具有较好的控制性能和干扰抑制特性,提高伺服系统的跟踪性能。

基于改进Stribeck模型的伺服系统摩擦补偿研究

电动伺服加载系统中非线性摩擦的存在是不可避免的,具有较强非线性的摩擦干扰严重影响系统的加载精度。针对电动伺服加载系统中摩擦扰动问题,首先提出一种改进Stribeck摩擦模型对加载系统摩擦特性进行描述;其次基于反步控制理论设计控制器抑制非线性摩擦扰动;最后针对摩擦模型参数易受系统内外部环境变化影响的问题,结合自适应控制对参数变化的摩擦干扰进一步抑制。根据仿真结果表明:相比于传统PID控制,采用自适应反步控制器的系统扭矩误差降低了80.2%,有效抑制了系统中的非线性摩擦扰动,提升了加载系统控制精度。

重载发射装置俯仰伺服系统自适应鲁棒控制

重载导弹发射装置的俯仰系统,大都采用非对称液压缸驱动,具有非线性强、重载偏心距大等特点。针对由电液伺服驱动的导弹发射装置俯仰系统的非线性控制问题,基于独立阀口节流过程,建立伺服阀压力流量非线性方程。在负载动态方程中,兼顾机构非线性,并以光滑型LuGre摩擦模型描述系统的摩擦动态,建立了系统的非线性状态空间数学模型。为克服系统的严重非线性和不确定性对俯仰过程控制的影响,提出了一种自适应鲁棒控制策略,该策略通过自适应方法来处理系统的参数不确定性,同时运用非线性鲁棒反馈控制来处理模型补偿误差以及外来扰动。Lyapunov稳定性分析表明,提出的自适应鲁棒控制策略具有闭环稳定性和优良的控制性能。仿真结果表明,与经典的PID控制算法相比,所设计控制器具有更优异的跟踪性能以及良好的参数自适应收敛性。