含摩擦特性的伺服系統(tǒng)控制策略研究及其應(yīng)用.pdf

1、伺服作為delta并聯(lián)機器人的驅(qū)動關(guān)機，其控制性能好壞直接影響機器人控制效果。而摩擦普遍存在于伺服系統(tǒng)中，表現(xiàn)出摩擦記憶、變靜摩擦等非線性特性，導(dǎo)致伺服系統(tǒng)低速爬行、存在穩(wěn)態(tài)誤差、降低控制精度等問題，因此delta并聯(lián)機器人位置控制效果不佳。本文針對含摩擦伺服系統(tǒng)，選用BackStepping控制算法對摩擦非線性環(huán)節(jié)進(jìn)行補償控制，并提出一種基于BackStepping-積分復(fù)合控制方式對摩擦非線性環(huán)節(jié)進(jìn)行補償。
　　首先對所要研究

2、控制系統(tǒng)中的被控對象進(jìn)行深入了解與分析，對摩擦的產(chǎn)生機理及表現(xiàn)形式進(jìn)行深入分析，選擇合適的摩擦模型作為系統(tǒng)非線性環(huán)節(jié)。對PMSM的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行深入討論，深入理解并清楚矢量控制方式原理及實現(xiàn)，并結(jié)合常用控制算法對PMSM數(shù)學(xué)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，為后面的深入研究做好?zhǔn)備工作。
　　其次選用BackStepping控制方法作為含摩擦伺服系統(tǒng)控制策略，在PMSM數(shù)學(xué)模型與摩擦模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建子系統(tǒng)與李雅普諾夫能量函數(shù)，推導(dǎo)BackStep

3、ping控制律。通過對摩擦參數(shù)的改變，發(fā)現(xiàn)伺服系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差，通過深入分析，明確了穩(wěn)態(tài)誤差的來源。為消除穩(wěn)態(tài)誤差，通過借鑒PID控制策略中的積分作用，提出了BackStepping-積分復(fù)合控制策略，在能夠快速補償摩擦非線性對系統(tǒng)影響，并獲得良好魯棒性的基礎(chǔ)上消除由于系統(tǒng)參數(shù)變化而帶來的穩(wěn)態(tài)誤差，仿真驗證本文所提控制策略的有效性。并在文中給出基于動態(tài)摩擦模型的自適應(yīng)摩擦補償控制器設(shè)計方法及伺服控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計架構(gòu)。
　　最后