摘要：研究了皮带轮伺服系统频域建模与时变扰动控制的问题。为了更加准确地得到皮带轮伺服系统的二质量系统模型,设计了基于迭代的加权最小二乘算法来辨识皮带轮伺服系统的频域模型。该算法能使辨识出的模型与真实系统的幅频响应、相频响应误差在迭代过程中收敛到最小,进而使辨识模型最接近真实系统。由于实际运行中非线性摩擦及未知负载等时变扰动的存在,使得传统的控制方法难以达到满意的性能。提出了PDD状态反馈控制和GPI前馈补偿的复合控制方案。仿真和实验表明,该辨识算法能较准确地辨识出系统模型,用GPI观测器来估计扰动并进行前馈补偿能精确抵消多项式形式的扰动,对正弦扰动也有很好地抑制作用。

摘要：提出一种新的基于光纤光栅(FBG)技术的扭矩测量方法.分析了光纤光栅的传感机理,推导了扭矩与中心波长之间的数学关系,建立了双光纤光栅扭矩测量的理论模型.搭建实验平台,采用曲线拟合算法,对实测数据进行分析和处理,该扭矩测量系统的灵敏度达到22.89 pm/(N·m),最大非线性误差为0.23% FS,符合测量系统的误差要求,验证了此种扭矩测量方法的可行性.对温度补偿实验数据的分析表明:半桥式光纤光栅测量方案具有良好的温度补偿特性,能够补偿温度变化引入的测量误差,从而提高测量精度.

摘要：设计了一种量程为100 Nm的轮辐式光纤光栅扭矩传感器。该传感器的弹性元件采用轮辐式,并创新地采用双月牙弧形状的辐条结构,大大提高了弹性元件的应变灵敏度。在有限元仿真的基础上,以变形量最大为目标函数,对弹性元件的几何尺寸进行了优化设计。通过仿真和实验验证,该弹性元件的应变量与光纤光栅反射光中心波长的偏移量成线性关系,这种新型轮辐的应变灵敏度比传统轮辐提高近一倍,为18 pm/Nm,重复性误差为±1%。