基于區(qū)間分析理論的機電系統(tǒng)參數(shù)識別.pdf

1、精確的動力學(xué)模型是進行機電系統(tǒng)設(shè)計、控制和系統(tǒng)仿真的重要基礎(chǔ)。目前，應(yīng)用基于現(xiàn)代控制理論和系統(tǒng)辨識技術(shù)的系統(tǒng)辨識法獲得復(fù)雜機電系統(tǒng)動力學(xué)模型是當(dāng)前機電系統(tǒng)設(shè)計、控制研究的重點和熱點。通過系統(tǒng)辨識法獲得機電系統(tǒng)動力學(xué)模型時需要解決兩個基本問題，一個是建立機電系統(tǒng)的參數(shù)模型，另一個是研究系統(tǒng)辨識的方法，對模型的未知參數(shù)進行識別。對于辨識模型的建立，在不同的機電系統(tǒng)中或者不同的工程背景要求下可能需要建立不同類型的辨識模型，沒有統(tǒng)一性。但是對于

2、參數(shù)識別的方法的研究具有統(tǒng)一性，對不同的辨識模型可以用同一種參數(shù)識別方法進行。因此，研究參數(shù)識別方法對于機電系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立有十分重要的意義。而利用區(qū)間算法所具備的自檢性和自顯性等特點進行復(fù)雜機電系統(tǒng)的參數(shù)識別，是近幾年才受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視，這在解決控制系統(tǒng)設(shè)計的工程應(yīng)用中具有很好的應(yīng)用前景。本文研究用區(qū)間分析理論解決機電系統(tǒng)參數(shù)識別問題對于機電系統(tǒng)設(shè)計及提高控制精度具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 論文研究內(nèi)容主要包括

3、以下三個部分： (1)研究區(qū)間分析理論與系統(tǒng)辨識法的關(guān)系，提出基于區(qū)間分析理論的參數(shù)識別方法，將系統(tǒng)的參數(shù)識別問題表述成與區(qū)間分析理論相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，明確應(yīng)用區(qū)間分析算法對所建立的系統(tǒng)辨識數(shù)學(xué)模型進行求解的基本思路和步驟。 (2)利用本文所提基于區(qū)間分析理論的參數(shù)識別方法，對兩自由度平面機器人動力學(xué)參數(shù)進行理論計算，并借助兩自由度平面機器人測試平臺進行參數(shù)實驗測試，通過對比分析理論與實驗結(jié)果，來證明區(qū)間分析法解決參數(shù)識別

4、問題的有效性，從而驗證本文所提方法的正確性。 (3)將所提區(qū)間分析法應(yīng)用于BirthSIM機器人氣動伺服定位系統(tǒng)的設(shè)計中，對該系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行校核和檢驗，解決較為復(fù)雜的機電系統(tǒng)的參數(shù)識別問題，為BirthSIM機器人的系統(tǒng)設(shè)計、控制和系統(tǒng)仿真提供了必要的數(shù)據(jù)支持。 本文利用所提區(qū)間分析方法結(jié)合實例進行了理論分析，并借助試驗平臺對所提方法進行了實踐驗證，然后將理論方法應(yīng)用于機器人設(shè)計實踐中，在整個研究過程中實現(xiàn)了預(yù)期的研