基于LuGre模型的自适应摩擦补偿

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±40 μn降低到±7 μm.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.     

基于LuGre模型实现精密伺服转台摩擦参数辨识及补偿

为降低摩擦对光学精密伺服转台速度跟踪精度的影响,提出了基于LuGre模型的转台摩擦参数辨识和补偿方法.首先,分析转台在自由减速过程中的速度过零现象,采用遗传算法拟合减速曲线从而获得转台摩擦参数和转动惯量;然后,通过仿真实验验证辨识方法;最后,利用辨识得到的参数计算摩擦补偿并叠加到转台速度伺服系统.实际实验系统的数据更新...     

基于LuGre摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统设计

牙科CT在拍摄X光片时,牙科CT转台需要低速运转。在低速运转时摩擦带来的非线性最严重,为解决非线性摩擦,提出将摩擦模型前馈补偿与模糊PID结合实现对转台的控制。摩擦模型选用LuGre,并对摩擦模型参数离线辨识,确定出牙科CT转台的摩擦模型,在Simulink软件中分别对摩擦模型和模糊PID控制器进行封装建模,搭建了基于LuGre摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统。通过仿真验证了采用该控制系统避免了位置跟踪平顶、速度跟踪过零时出现‘死区’等缺陷,并且跟踪误差很小、响应快,稳态稳定。通过实验验证了采用摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统定位精度高,证明该控制系统的设计能很好地解决低速运转时摩擦带来的非线性问题。     

PWM比例多路阀的开发和研究

介绍了ＰＷＭ数字式比例多路阀的原理，结构及性能试验，试验结果表明该阀具有良好性能。     

基于LuGre模型的二自由度摆头摩擦补偿

混联机床中二自由度摆头存在的非线性摩擦力矩严重影响加工精度.LuGre模型具有非线性摩擦描述能力,但模型复杂,参数辨识难度较大.本文提出一种改进型量子遗传算法可取得比传统遗传算法更高的辨识精度,并设计了基于模型的前馈补偿策略.为解决不确定因素导致的参数波动,将LuGre前馈补偿和模糊PID相结合,提高了补偿器的鲁棒性....     

基于SimulationX的多路阀负载补偿阀建模分析

为研究与压力无关的流量分配系统(简称LUDV)中负载补偿阀的特性,在对LUDV系统深入研究的基础上,介绍了压力补偿阀在液压系统中的作用.在SimulationX环境下建立了仿真模型,并研究了负载补偿阀芯的节流槽型式及负载敏感油腔(LS腔)有无弹簧对响应速度的影响.结果表明,使用三角U形槽组合槽在响应速度和响应开始时间都较好;在LS腔添加弹簧一定程度上能影响响应扰动情况,但会降低响应速度.     

负载敏感比例多路阀中二通压力补偿阀对微动特性的影响

针对国产多路阀微动特性差的特点,为实现多路阀主阀芯在微小动作时的控制精度,提出了改变二通压力补偿阀阀口结构,从而改善多路阀微动特性的方法。通过建立负载敏感多路阀系统数学模型,并采用MATLAB编制动态仿真程序,对二通压力补偿阀两种不同阀口结构对整阀微动特性的影响进行仿真,分析并得出改善后的二节圆弧形节流槽型式能提高小流量工况下系统稳态输出流量的线性度、分辨率和控制精度,同时减小动态响应过程中主阀口的压差波动和响应时间。     

应用稳态误差分析辨识LuGre模型参数

为精确得到模型的动静态参数,提出了以稳态误差分析为基础的模型参数辨识方法.首先,确立了伺服系统的稳态误差与其输入信号、干扰信号的关系,并以此为基础消除了转矩纹波对摩擦模型参数辨识的干扰;然后,利用稳态误差推导摩擦力矩,采用遗传算法辨识动静态参数;最后,利用辨识后的模型进行摩擦补偿,分析其补偿效果.实验结果表明,补偿后的...     

新型摩擦模型的参数辨识及补偿实验研究

针对影响运动控制性能的非线性摩控因素,对一种新型摩擦模型的参数辨识及其基于摩控模型的补偿进行了实验研究,详细地给出了摩控模型参数的辨识步骤及补偿算法,实验结果表明,此辨识方案及补偿算法可以应用于工业的高精度运动控制中。     

基于LuGre轮胎动力学摩擦模型的路面估计与车辆A适应制动控制

为了实现车辆的制动最优控制，利用LuGre轮胎动力学摩擦模型，建立车辆的系统动力学模型，首先分析模型参数对地面附着系数与滑移率关系曲线的影响，明确所需估计参数；然后对输入压力采取增压、保压、减压三种方式，在车速、轮速、纵向加速度可测的情况下，采用参数自适应算法在线估计路面参数，并基于滑移率设计制动控制器；最后运用simulink实现车辆的制动过程仿真，得到不同路面的车辆制动输出响应曲线及路面参数估计值，结果表明基于该模型实现车辆制动控制，能使制动策略适应路面参数的随机及连续变化和地面附着能力随车速的变化情况，以提高制动效果。     

基于LuGre模型和遗传算法的阀门阻尼参数辨识

研究由阀门阻尼测试系统的实测数据辨识阀门摩擦副的阻尼参数。阀门摩擦副的动态阻尼特性的测试和参数确定通常比较困难。LuGre摩擦模型能够精确地描述摩擦特性,模型中包含六个静、动态阻尼参数,参数之间存在耦合。通过遗传算法对静态阻尼参数和动态阻尼参数作两步辨识。分别对选择交叉和变异算子进行改进,解决了局部收敛的问题。实验结果表明,辨识得到的阻尼参数可以精确地描述阀门的实际运动状态。     

基于LuGre模型的液压缸摩擦力修正模型

通过分析液压缸摩擦力的诸多特性,基于LuGre摩擦模型,引入滑动油膜动态特性方程,建立一种液压缸摩擦力新模型。在Matlab/Simulink中搭建模型原理图,对新模型进行仿真,并与实测数据进行对比。研究结果表明:建立的液压缸摩擦力新模型能够反映实验中观测到的绝大多数摩擦特性,与实测数据吻合较好,可适用于各种精密液压系统的仿真与控制策略研究中。     

基于区间分析的LuGre摩擦模型参数辨识方法

针对LuGre摩擦模型参数耦合、动态参数辨识困难等问题,提出一种基于区间分析的LuGre摩擦模型动态参数辨识方法。首先,简要介绍了边界误差估计方法及其在系统模型为常微分方程时系统参数辨识中的应用,然后,基于两步法思想,分别采用最小二乘法和基于区间分析的边界误差估计方法对4个静态参数和2个动态参数进行了辨识。该方法有效避免了采用传统非线性辨识方法辨识LuGre摩擦模型动态参数时初值确定困难、对辨识结果影响大以及显性目标函数不易给出等缺陷,同时,辨识得到的参数为全局最优。最后通过实例验证了该方法的正确性和有效性。     

遗传算法与LuGre摩擦模型的非线性摩擦力观测器设计

广泛存在于机械系统中的摩擦现象在系统处于低速运动时会表现出复杂的强非线性特征,将大幅度降低系统位置控制性能,因此需要将摩擦现象进行模型化分析并纳入系统特性。对常见的摩擦模型进行了介绍和分析;并以能够较为全面描述摩擦现象丰富特性的LuGre摩擦模型作为基础,讨论并分析了其数学特性;采用遗传算法对其6个未知参数进行识别,设计了一种非线性摩擦力观测器。通过仿真与试验,对遗传算法的有效性和摩擦力观测器的效果进行了验证。试验表明,提出的摩擦观测器与传统摩擦模型相比,能使系统跟随滞后量减小40%,实现系统理想的控制性能和轨迹跟踪精度。     

高频响比例阀非线性补偿控制策略

为了解决单向电磁铁比例阀的非线性特性对系统位置控制精度和动态响应速度的问题,设计了不严格依赖于精确数学模型且具有较好控制精度的非线性补偿策略。基于系统的位置反馈偏差和偏差的变化率,提出了速度和加速度反馈的补偿思想,同时引入了前馈校正提高比例流量阀的跟踪精度。在AMESim仿真平台上验证了非线性补偿策略的有效性。结果表明：非线性补偿算法的引入,消除了比例阀存在的滞后性和不稳定性,提高了高频率下的响应速度和跟踪精度。     

基于LuGre模型的转子压缩机滑片-滑槽运动副摩擦力测试

为研究转子压缩机滑片-滑槽运动副的摩擦特性,根据LuGre摩擦模型的建模方法和该运动副的运行特点及工况特点,设计并搭建了滑片-滑槽等效摩擦力测试系统,分析了该系统的摩擦力跃动现象、数据采集区域和摩擦力测量的重复性问题,并进行了摩擦力测试实验。结果表明：该摩擦力测试系统可以根据压缩机的实际工况,对滑片均匀加载相应的正压力FH,并能实现不同匀速直线运动下的摩擦力测量;可以有效消除低速润滑不均匀导致的摩擦力跃动现象;通过润滑初始化可以较准确地获得基于滑片速度变化的摩擦力表达曲线。实验结果与数值计算结果吻合,从而为正确辨识LuGre摩擦模型的参数提供了实验依据。     

气动比例阀摩擦力补偿机制及实验研究

探讨了比例阀摩擦力的产生机制,对气动比例系统叠加高频低幅颤振信号的摩擦力补偿机制进行了研究,并基于软件VC ,LabVIEW和MATLAB开发出摩擦力颤振补偿器。实验结果表明,通过在控制信号上叠加高频低幅的颤振信号,可以有效地克服系统的摩擦力,消除爬行现象,缩短滞后时间,提高系统的轨迹跟踪精度;颤振信号的频率和幅值对系统的轨迹跟踪精度的影响比较明显,而系统的滞后时间主要受颤振信号幅值影响。     

飞机主动侧杆摩擦补偿研究

针对飞机主动侧杆系统中存在非线性摩擦因素,导致在飞机主动侧杆伺服系统中位置跟踪不精确,侧杆跟随性能下降的现象,在三环控制的基础上研究了Stribeck摩擦补偿方法。对Stribeck摩擦模型开展研究,并通过实验辨识其参数,将摩擦模型引入到飞机主动侧杆伺服系统中设计摩擦补偿方法,通过前馈补偿的方式在三环控制的基础上实现摩擦补偿。通过仿真和实验,对侧杆伺服系统摩擦补偿的可行性进行了验证。实验结果表明,所研究的摩擦补偿方法,提高了系统的稳态跟踪精度,具有较好的动态响应性能。