摘要：针对电动伺服加载测试台存在的间隙、摩擦等非线性控制问题,以滑模变结构控制(SMC)为主体进行了加载控制器设计。分析伺服加载测试台整体结构,提出一种基于扩张状态扰动观测器(ESO)的模糊滑模控制(FSMC)策略。该策略在使用ESO针对伺服加载系统的外部干扰进行观测的基础上,设计了模糊控制对滑动模态面和滑模趋近律进行自适应调节,提高了系统的动态实时跟随能力和干扰补偿能力,并减小SMC控制器稳定时的抖振现象。仿真结果表明:所设计的基于扩张状态观测器的模糊滑模控制器(FSMC-ESO)对比传统SMC及PID控制具有更好的快速响应性和鲁棒性。

摘要：针对电动伺服加载系统中传动间隙对加载力的影响,提出了一种基于迭代学习和非线性扰动观测器的滑模控制策略(SMC-ILC&NDOB)。通过迭代算法对传动间隙进行估计,同时利用扰动观测器对间隙的估计值进行补偿,在此基础上设计滑模控制器实现间隙的在线补偿,并根据Lyapunov稳定性定理证明了整个闭环控制系统的稳定性。借助MATLAB/Simulink软件对电动伺服加载系统和控制器进行仿真实验,对PID算法和基于迭代算法和扰动观测器的滑模控制方法进行对比。结果显示基于迭代学习和扰动观测器的滑模控制方法对传动间隙有着不错的补偿效果并拥有较好的鲁棒性。

摘要：目前多自由度位移、力加载系统鲜有研究。基于STM32研制了电动6-DOF加载系统,采用Stewart平台构型,能够实现高精度的位移、力加载,其中力加载一直是Stewart平台构型加载系统的难点问题。首先介绍了加载系统的体系结构,然后建立了加载系统的数学模型,采用欧拉角方法描述加载系统的位姿,求解出了6-DOF加载系统的逆运动学数学模型。针对加载系统实现力控功能的难点问题,提出了基于位移环的闭环力控的解决方案。最后设计了实验,验证了加载系统的加载功能。实验结果显示,YZ轴的位移阶跃加载误差小于0.25%,X轴的位移三角波加载误差小于0.49%,Z轴的力阶跃加载偏差控制在±0.5 N以内,Z轴的力正弦加载误差小于2.3%,结果表明加载系统实现了高精度多自由度位移、力加载。