基于LuGre摩擦模型的參數(shù)辨識與補(bǔ)償控制研究.pdf

1、幾乎所有的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都具有摩擦現(xiàn)象。摩擦是影響系統(tǒng)性能的一個(gè)主要因素，會(huì)導(dǎo)致跟蹤誤差、極限環(huán)和粘滑運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象。因此，為了減少摩擦的影響、滿足系統(tǒng)性能的要求，必須建立盡可能接近于真實(shí)摩擦的模型，并設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目刂破鲗ζ溥M(jìn)行補(bǔ)償。本文研究的主要內(nèi)容是基于LuGre摩擦模型的參數(shù)辨識與補(bǔ)償控制，具體內(nèi)容如下:
　　 (1)閱讀大量國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)，了解摩擦的背景及研究現(xiàn)狀。在機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，針對LuGre摩擦模型通過曲線擬合，完成其靜

2、態(tài)參數(shù)的辨識;結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果完成其動(dòng)態(tài)參數(shù)的辨識。
　　 (2)采用雙觀測器估計(jì)LuGre摩擦模型中不可直接測量的鬃毛平均變形量，選取一個(gè)近似自適應(yīng)PID的滑模面進(jìn)行魯棒自適應(yīng)控制器的設(shè)計(jì)。通過選取合適的李亞普諾夫函數(shù)證明系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將該控制策略的仿真結(jié)果與一般的PD控制策略的仿真結(jié)果相比，更好地驗(yàn)證了該控制策略的可行性及系統(tǒng)良好的跟蹤性能。
　　 (3)采用反步自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)神經(jīng)自適應(yīng)控制器對機(jī)電伺服系統(tǒng)中的非線性摩擦

3、進(jìn)行補(bǔ)償。通過徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近系統(tǒng)中未建模的外部擾動(dòng)。同時(shí)，結(jié)合泄漏項(xiàng)進(jìn)行自適應(yīng)律的設(shè)計(jì)。該控制算法顯示了系統(tǒng)的暫態(tài)性能和半全局一致有界穩(wěn)定性，同時(shí)也得出系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和重構(gòu)誤差都是有界的。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該控制策略的可行性。
　　 (4)采用終端切換函數(shù)定義滑模面進(jìn)行滑模自適應(yīng)控制。在合理的假設(shè)下，采用終端切換函數(shù)保證了系統(tǒng)滑模面上的狀態(tài)在有限的時(shí)間內(nèi)收斂到平衡點(diǎn)。通過穩(wěn)定性理論證明了閉環(huán)系統(tǒng)的漸進(jìn)穩(wěn)定性。通過該控制策略的仿真