直線一級倒立擺中的非線性摩擦補償控制研究.pdf

1、幾乎所有的機電伺服系統(tǒng)中都存在摩擦，摩擦環(huán)節(jié)的存在是導致系統(tǒng)性能惡化的主要因素之一，因此如何合理解決系統(tǒng)中存在的摩擦環(huán)節(jié)，尤其是非線性摩擦環(huán)節(jié)的制約問題成為當前的研究熱點。本文針對直線一級倒立擺伺服系統(tǒng)中的非線性摩擦補償進行研究，提出采用位置環(huán)PD控制器結合非線性摩擦補償控制器來消除非線性摩擦的干擾，以提高倒立擺系統(tǒng)的抗干擾性和位置跟蹤精度。 綜合考慮實際系統(tǒng)中的非線性摩擦，提出采用改進的Southward算法對系統(tǒng)中的摩擦干擾

2、進行抑制。論文首先建立了倒立擺伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型，對系統(tǒng)速度環(huán)參數(shù)和摩擦模型進行了參數(shù)辨識。其次介紹了改進的Southward算法的基本思想和設計原則，根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù)分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，得出了系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。最后設計了位置環(huán)PD控制器和非線性摩擦補償控制器。通過MATLAB/Simulink/xPC對系統(tǒng)進行了半物理仿真，在倒立擺實驗平臺上進行了實驗驗證。 仿真和實驗結果表明，本文提出的方法能有效抑制非線性摩擦的