機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的間隙建模及補(bǔ)償控制研究.pdf

1、在機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，由于驅(qū)動(dòng)部分與從動(dòng)部分不是直接接觸的，而是采用齒輪或者是絲杠，這就產(chǎn)生了間隙。如果不能消除間隙的影響，間隙就會(huì)使得負(fù)載暫時(shí)失控，對(duì)驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生沖擊，從而導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差、時(shí)滯，更壞的情況會(huì)產(chǎn)生極限環(huán)，這就限制了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度并產(chǎn)生機(jī)械部件的附加磨損。因此，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中間隙的非線(xiàn)性特性研究具有理論意義和工程實(shí)踐上的重大意義。
　　 本論文以機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中間隙非線(xiàn)性的建模及補(bǔ)償控

2、制，完成的工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 第一，通過(guò)閱讀大量國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)，對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生間隙的原因進(jìn)行總結(jié)，分析了本文的研究目的和意義，回顧了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，說(shuō)明了國(guó)內(nèi)外研究的控制器設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性分析方法，最后提出了本文的研究目標(biāo)。
　　 第二，闡述機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中間隙非線(xiàn)性的模型并進(jìn)行分析和比較。對(duì)SRV02-ET機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。
　　 第三，對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的間隙非線(xiàn)性建立動(dòng)力學(xué)模型，然后

3、進(jìn)行模型轉(zhuǎn)化，把動(dòng)力學(xué)模型轉(zhuǎn)化為便于設(shè)計(jì)的形式。研究了基于Backstepping方法的自適應(yīng)方法，通過(guò)逐步選擇李亞普諾夫函數(shù)，遞推設(shè)計(jì)出基于狀態(tài)反饋的控制器。對(duì)設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果證明了該控制器能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定的跟蹤所給定的信號(hào)。
　　 第四，針對(duì)參數(shù)不確定及干擾等問(wèn)題，采用滑模與自適應(yīng)相結(jié)合的控制策略，其中自適應(yīng)律的設(shè)計(jì)采用映射函數(shù)來(lái)處理參數(shù)估計(jì)超出范圍的情況，設(shè)計(jì)出了滑模自適應(yīng)控制器，通過(guò)仿真驗(yàn)證了控制器對(duì)死