机械传动系统典型非线性逆补偿策略研究

发布时间：2020-07-02 14:37

【摘要】：机械传动系统中存在各种非线性,比如间隙、死区、摩擦及饱和等,其中间隙非线性和死区非线性是最重要也是最常见的非线性,这些非线性严重影响了系统控制的性能。所以对机械系统存在的这些非线性的特性以及其控制补偿方法的研究,具有重要的意义。本文以机械系统中存在的典型间隙非线性和死区非线性为研究对象,针对这些非线性的补偿控制策略问题,提出了解决方案:针对间隙非线性,通过建立其逆间隙模型,提出了模糊PID逆补偿控制方案;针对死区非线性,通过建立非线性特性与输入信号频率之间的数学模型,利用逆补偿的方法来抑制其非线性的影响。论文的主要工作如下:1.研究了间隙非线性的数学模型线性描述形式,通过引入开关函数,改进模型机构,将系统描述成线性,对间隙非线性耦合于其他动态系统的辨识提供了依据,并针对间隙参数辨识进行了仿真实验。2.针对间隙耦合与线性系统的带有间隙的Hammerstein系统,利用本文提出的线性化方法,使整个系统成线性模型,并利用递推最小二乘算法对系统的参数进行辨识,实现了带有间隙的Hammerstein系统的参数辨识。3.针对一类带有间隙的Hammerstein系统,研究了其线性动态子系统中增益比例对整个系统的辨识、控制的影响,并针对这类系统,提出了基于模糊PID的间隙非线性补偿控制方法,并设计仿真实验证明了方案的有效性。4.研究了步进电机由于启动频率引起的死区非线性辨识和补偿问题。以步进电机驱动的三轴滑台传动系统为例,通过系统辨识的方法,建立非线性特性与输入信号频率之间的数学模型,利用逆补偿的方法抑制其非线性的不利影响。
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TH132
【图文】：

模型图,模型,间隙非线性环节,逆补偿

ammerstein 系统，当间隙后置于某一线性环节r 系统。本文主要研究含有间隙环节的 Hamme性逆补偿。的 Hammerstein 系统辨识的 Hammerstein 系统数学模型模型结构图如图 3-1 所示，它是由一个线性动成。将间隙非线性环节带入 Hammerstein 模型含间隙特性的 Hammerstein 模型的结构图，如输入 u(k)和输出 y(k)直接可以测量，而中间变量x

结构图,逆模型,间隙,模型

B ( )ux图 3-5 间隙逆补偿结构图structure diagram of backlash inverse被控对象组成系统的广义被控对象可以抵消掉广义被控系统中间隙非节的间隙非线性的数学模型的描述间延迟的水平段，如图 2-4。而逆生一个垂直的跳跃，从而抵消迟滞

【参考文献】