摘要：为提高开放式伺服系统的动态性能,使其具有良好的适应能力,提出一种基于LuGre模型的自适应摩擦补偿方法。建立开放式伺服系统的动力学模型,并通过LuGre模型来描述系统的摩擦特性。考虑到摩擦模型的参数会随系统变化而发生改变,采用Backstepping方法设计自适应摩擦补偿控制器,并采用Lyapunov定理证明系统的全局渐进稳定性。通过可编程多轴控制器(Programmable multi-axis controller,PMAC)编写伺服算法实现该自适应摩擦补偿方案,并通过试验验证该方案的有效性。试验结果表明:与传统的速度加速前馈补偿相比,该自适应摩擦补偿方案在正弦运动作为输入信号时,其跟踪误差由±40μm降低到±7μm。采用该补偿方案能有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,为提高伺服系统的动态跟踪性能奠定基础。

摘要：针对永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统的精度受非线性摩擦力、动子质量变化等因素影响这一问题,设计了基于库仑摩擦的模型参考自适应系统,以对摩擦力进行在线补偿.设计了满足系统位置性能要求的IP位置控制器;将模型参考自适应参数辨识器与摩擦补偿自适应控制系统相结合,采用模型参考自适应参数辨识器对变化的动子质量加以辨识,使基于库仑摩擦的模型参考自适应系统中的动子质量参数得到更新.仿真结果表明,该方法提高了系统的位置跟踪精度,同时增强了系统的鲁棒性能.

摘要：以单轴转台为对象,设计PID控制器。通过硬件电路设计、转台模型辨识、控制律设计以及系统软件编制,构建了转速控制系统,实现了对转台的速度控制;针对转台低速存在的滞滑现象,建立带摩擦模型的转台系统,提出了基于摩擦补偿观测器的滞滑现象的抑制方法;试验结果表明,控制系统运行稳定,摩擦补偿效果令人满意,满足了给定的设计指标,证明了所用方案的可行性和有效性。

摘要：针对X-Y定位平台中摩擦等非线性部分对控制精度的影响问题,提出了基于自适应神经网络的鲁棒控制策略。设计神经网络控制器对摩擦及干扰等不确定部分进行补偿,其网络逼近误差作为外界扰动通过鲁棒控制器消除,保证X-Y平台的定位精度;设计神经网络参数学习算法,保证权值的在线自适应实时调整。基于H∞的HJI理论证明了控制系统的稳定性,并保证了系统L2增益小于给定的指标。试验结果表明所提控制方法能够很好补偿摩擦模型,提高了定位精度,具有重要工程应用价值。

摘要：针对模块化关节,设计了一套离线辨识方法,对关节的摩擦模型进行了辨识,并对摩擦力进行了补偿。首先,介绍了该模块化关节的结构和控制系统,建立了关节的动力学模型。然后,基于LuGre摩擦模型对关节摩擦力进行了建模,分别用灰狼算法和分段最小二乘配合伪随机序列法辨识了模型的参数,并进行对比分析。最后,设计了基于LuGre摩擦模型的前馈补偿算法,并进行了实验验证。实验结果表明:相较于分段最小二乘法,灰狼算法的辨识精度提高了19.2%;给定幅值为1(°)/s,频率为10 Hz的正弦速度信号,摩擦补偿使关节速度跟踪误差从0.295(°)/s减少为0.183(°)/s;关节速度环带宽从12 Hz提高到18 Hz。多次实验显示,辨识的数据具有较高的重复性,验证了辨识方法的有效性。设计的前馈摩擦补偿算法可以改善关节控制系统的动态性能。

摘要：针对大体积飞行器仿真试验时的重力偏载情况,设计制造了一种仿真转台用中空式电液伺服马达.对影响其超低速跟踪性能的摩擦力矩进行了分析,建立了大摩擦力矩条件下的中空马达数学模型.设计了一种基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制器.为验证该控制器的有效性,进行了不同输入下的数值仿真及试验研究.结果表明,与传统的PID控制相比,基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制能够更好地实现马达的低速性能.

摘要：惯导测试转台轴系间的非线性摩擦力矩会降低系统的角分辨率和重复精度,系统运行过程中的模型参数变化会严重影响系统的跟踪精度,针对该问题提出一种基于摩擦补偿和自抗扰控制的复合控制方案。首先建立测试转台的数学模型,采用LS算法辨识Stribeck摩擦模型,将其作为前馈补偿加入控制中,以减小摩擦对测试转台的影响。为了降低对摩擦的过补偿、欠补偿和系统模型失配等其他干扰的影响,进一步设计了测试转台的自抗扰控制器,利用跟踪微分器对系统的参考输出进行轨迹规划,应用扩张状态观测器对系统的输出进行状态和扰动估计,通过非线性状态误差反馈控制律对系统广义误差进行控制。仿真和实验结果表明,该复合控制方案可提高测试转台伺服控制单元的抗干扰性能和鲁棒性,取得较好的控制效果。

摘要：针对伺服系统传动机构中摩擦对系统控制精度的影响问题,提出了一种遗传算法与模糊控制复合方法.建立了Stribeck+静摩擦力模型,设计了一种基于遗传算法的模糊补偿控制器,并将模糊补偿控制器应用于伺服系统中进行仿真.仿真结果表明,此方法不仅可有效抑制摩擦力对数控进给伺服系统的非线性作用及系统的低速爬行现象,而且可提高进给伺服系统的动态性能.采用不同的初始控制规则进行分析后发现,设置的初始值对遗传算法的收敛速度和系统的摩擦补偿均具有良好效果.

摘要：以三轴电动仿真转台外环位置伺服系统的摩擦补偿为研究对象,分析了伺服机构的摩擦特性及影响,提出一种新的基于CMAC神经网络进行摩擦补偿的控制器设计方案,并给出了控制器设计中具体的结构和算法。实验结果说明该方案有效保证了系统的稳定性和跟踪精度并且具有较强的自适应能力和鲁棒性。

摘要：针对旋转伺服系统中摩擦造成低速爬行和振荡现象,提出使用主动阻力矩进行摩擦补偿的方法,其原理是当伺服系统低速运行时,通过补偿系统主动增加负载阻力矩,并提高伺服系统控制器增益系数来降低系统输出调节量对摩擦力矩的灵敏度,应用灵敏度方程和稳定性理论证明了该方法的有效性。基于该方法设计了以磁流变制动器为核心的补偿系统,并将其应用于典型位置控制系统,建立仿真模型,仿真结果显示,在给定干扰力矩作用下,从零增加主动阻力矩至与干扰力矩数值比达到8时,跟踪误差波动幅值从0.45°降低至0.025°。该方法实时性好,并克服了高增益控制器容易给伺服系统带来振荡的不足,理论分析和仿真结果均表明补偿系统能有效抑制摩擦低速爬行和振荡现象。