深海精密作業(yè)機(jī)械手滑模伺服控制策略研究.pdf

1、隨著各國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和世界人口的不斷增加，人類消耗的自然資源越來越多，陸地上的資源正日益減少。海洋中蘊(yùn)藏著豐富的生物資源及礦產(chǎn)資源。隨著海洋開發(fā)的日益發(fā)展，深海作業(yè)已成為許多國家不可缺少的深海工程項(xiàng)目。本文以一臺(tái)二自由度三功能深海作業(yè)機(jī)械手為研究對(duì)象，主要研究論證滑模變結(jié)構(gòu)伺服控制能否滿足深海作業(yè)高精度要求。主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　 ⑴在系統(tǒng)空載條件下，較為精確地建立了直流無刷電機(jī)、機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)放大裝置的數(shù)

2、學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了數(shù)字速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器將系統(tǒng)對(duì)象校正為典型Ⅰ型系統(tǒng)。
　　 ⑵為了提高系統(tǒng)低速時(shí)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，提出了基于LuGre摩擦模型的動(dòng)態(tài)摩擦補(bǔ)償方案以及旨在消除速度環(huán)噪聲的卡爾曼濾波方案。通過MATLAB仿真驗(yàn)證了該方案的有效性、可行性。
　　 ⑶設(shè)計(jì)了基于指數(shù)趨近率的滑模變結(jié)構(gòu)控制器。為了減小變結(jié)構(gòu)控制帶來的系統(tǒng)抖振現(xiàn)象，我們改進(jìn)了控制器的設(shè)計(jì)，引入了邊界區(qū)域飽和函數(shù)以及加快系統(tǒng)收斂的變速率控制方法