考虑齿隙非线性的传弹机械手控制技术研究

发布时间：2021-03-07 14:41

　　齿隙是一种存在于传动系统中的位置误差。它作为一类具有动态,不可微和非平滑特性的不连续非线性,广泛存在于机械系统中,对系统的定位精度和动态性能有着严重影响。在弹药自动装填系统的传动机构中,往往存在齿隙非线性。为提高弹药自动装填系统的各项技术指标和改善各部件的动态性能,有必要对传动系统中的齿隙非线性展开研究。本文以自动装填系统中的传弹机械手为研究对象,主要研究其回转系统中齿隙非线性的控制补偿技术。针对具有参数变化和齿隙非线性的传弹机械手回转定位系统,提出一种基于反演法的自适应模糊滑模控制策略。首先,采用机理分析法分析回转传动系统,并引入近似死区模型,建立含齿隙的传弹机械手动力学模型。然后,通过反演法逐步选择Lyapunov函数,结合滑模控制补偿系统中存在的参数不确定和齿隙非线性。通过模糊推理机制将切换控制项线性化,消除传统滑模控制中的抖振现象。与PID控制的性能对比试验表明：基于反演法的自适应模糊滑模控制能有效削弱大、小齿轮间传递力矩的波动,并具有更高的位置跟踪精度和对系统参数变化的鲁棒性。但基于反演法的自适应模糊滑模控制策略对系统硬件要求高,不便于在传弹机械手系统中直接应用。因此,本文引... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３．３在户０．０２ｒａｄ情况下死区函数与近似死区齒数对比凶??当；－１，ｒ＝２／／时，近似死区模型与死区模型的拟合程度最高

P)D控制与AFSMC

ｂＰＩＤａ图４．１３电机端的速度曲线对比图??由图４．１２和图４．１３可知，在系统换向期间，在ＰＩＤ控制下的系统不能很好地补偿??齿隙，造成电机端的速度波动和齿轮间的传递力矩振荡，而在ＡＦＳＭＣ控制下的系统能??连续平滑地跨越齿隙，保证传弹机械手的换向稳定，避免换向期间强烈的反复碰撞。??因此，相比较传统的ＰＩＤ控讳ｉｊ，ＡＦＳＭＣ控制虽然在换向期间会产生输出量的突变??

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑齿隙伺服系统的反步自适应模糊控制[J]. 杜仁慧,吴益飞,陈威,陈庆伟.  控制理论与应用. 2013(02)
[2]具有输入齿隙的一类非线性系统自适应控制[J]. 郭健,吴益飞,陈庆伟,姚斌.  兵工学报. 2011(10)
[3]双电机驱动伺服系统的反推自适应控制[J]. 赵海波,周向红.  控制理论与应用. 2011(05)
[4]具有输入齿隙的一类非线性不确定系统自适应鲁棒控制[J]. 郭健,姚斌,吴益飞,陈庆伟.  控制与决策. 2010(10)
[5]基于RBF神经网络变结构控制的齿隙和摩擦补偿[J]. 张大兴,贾建援,郭永献.  系统仿真学报. 2009(18)
[6]含齿隙环节伺服系统的反步积分补偿控制[J]. 马艳玲.  舰船防化. 2009(04)
[7]伺服系统中齿隙非线性的自适应补偿[J]. 马艳玲,黄进,张丹.  系统仿真学报. 2009(05)
[8]基于反步自适应控制的伺服系统齿隙补偿[J]. 马艳玲,黄进,张丹.  控制理论与应用. 2008(06)
[9]齿轮消隙功能实现探索[J]. 胡超,施浒立,宁春林.  机电工程. 2008(02)
[10]双电机驱动伺服系统齿隙非线性自适应控制[J]. 赵国峰,陈庆伟,胡维礼.  南京理工大学学报(自然科学版). 2007(02)

博士论文
[1]一类齿隙非线性控制系统的研究[D]. 赵国峰.南京理工大学 2005

硕士论文
[1]交流伺服精密驱动系统齿隙非线性振动特性研究[D]. 赵灵.重庆大学 2014
[2]机械结构因素对雷达伺服系统（齿轮传动）性能影响研究[D]. 刁玖胜.西安电子科技大学 2013
[3]伺服系统在线传动间隙辨识及其负面效应抑制[D]. 谭军鑫.哈尔滨工业大学 2012
[4]汽车传动系统中齿隙的非线性研究[D]. 白昕烑.吉林大学 2012
[5]提高含齿隙伺服系统运动精度的控制研究[D]. 黄俊朋.哈尔滨工业大学 2010
[6]含有齿隙和摩擦的舰载雷达稳定平台动力学建模及控制仿真[D]. 张菊.西安电子科技大学 2010
[7]基于神经网络PID控制的齿隙非线性研究[D]. 曹海舟.西安电子科技大学 2009
[8]机械传动系统中齿隙的非线性研究[D]. 董轩.西安电子科技大学 2009
[9]伺服系统的消隙抑振研究[D]. 谢晓燕.南京理工大学 2008
[10]具有间隙迟滞非线性系统的补偿控制算法研究[D]. 丁策.吉林大学 2008



本文编号：3069293