机械运动系统的间隙建模及补偿控制研究

发布时间：2019-06-02 12:04

【摘要】：在机械运动系统中，由于驱动部分与从动部分不是直接接触的，而是采用齿轮或者是丝杠，这就产生了间隙。如果不能消除间隙的影响，间隙就会使得负载暂时失控，对驱动单元产生冲击，从而导致稳态误差、时滞，更坏的情况会产生极限环，这就限制了系统的动态性能和稳态精度并产生机械部件的附加磨损。因此，，对机械传动系统中间隙的非线性特性研究具有理论意义和工程实践上的重大意义。 本论文以机械运动系统为研究对象，研究了运动系统中间隙非线性的建模及补偿控制，完成的工作包括以下几个方面： 第一，通过阅读大量国内外参考文献，对机械运动系统产生间隙的原因进行总结，分析了本文的研究目的和意义，回顾了国内外的研究现状，说明了国内外研究的控制器设计和稳定性分析方法，最后提出了本文的研究目标。 第二，阐述机械运动系统中间隙非线性的模型并进行分析和比较。对SRV02-ET机械旋转运动实验平台进行数学建模。 第三，对机械运动系统中的间隙非线性建立动力学模型，然后进行模型转化，把动力学模型转化为便于设计的形式。研究了基于Backstepping方法的自适应方法，通过逐步选择李亚普诺夫函数，递推设计出基于状态反馈的控制器。对设计的控制器进行仿真、实验验证，结果证明了该控制器能够使系统稳定的跟踪所给定的信号。 第四，针对参数不确定及干扰等问题，采用滑模与自适应相结合的控制策略，其中自适应律的设计采用映射函数来处理参数估计超出范围的情况，设计出了滑模自适应控制器，通过仿真验证了控制器对死区具有良好的鲁棒性并且能够有效地减小间隙对系统的影响。最后将设计的控制策略运用于实验平台，进行实验研究，结果表明了所设计的控制策略满足预期要求。 第五，对本文所涉及到的控制策略进行总结，进一步分析了各种控制策略的优缺点。在进行总结的基础上，提出了有待进一步研究的问题。
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【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH113.22

【参考文献】

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1 赵国峰;宋杨;郭健;胡维礼;;基于时间次优补偿的齿隙非线性系统的切换控制[J];兵工学报;2006年02期

2 孙西,周立峰;具有间隙非线性系统的自适应控制[J];控制理论与应用;1991年01期

3 刘吉臻,曾德良,刘延泉;基于规则的滞环非线性补偿控制[J];控制理论与应用;1997年03期

4 刘兵,冯纯伯,李长庚;具有间隙预补偿的非线性预测控制[J];控制理论与应用;1999年02期

5 王中华;张勇;;运动控制中的鲁棒自适应死区补偿[J];控制理论与应用;2008年03期

6 马艳玲;黄进;张丹;;基于反步自适应控制的伺服系统齿隙补偿[J];控制理论与应用;2008年06期

7 陈庆伟,郭毓,杨静忠;提高齿隙非线性系统精度的应用研究[J];南京理工大学学报;2000年06期

8 李丹;传动装置齿隙位置对伺服系统的影响[J];重型机械科技;2004年02期

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1 董轩;机械传动系统中齿隙的非线性研究[D];西安电子科技大学;2009年

本文编号：2491084