机械系统中的摩擦模型及仿真

发布时间：2023-04-01 16:11

　　几乎在所有的机械系统中都存在摩擦环节,由摩擦环节引起的稳态误差、极限环等现象已成为阻碍系统性能提高的严重障碍,因此合理地解决机械系统中存在的非线性摩擦环节的问题成为当前研究的难点问题。论文主要研究内容如下: 首先结合摩擦领域的最新研究成果,从摩擦的物理特性出发阐述了摩擦产生的原由。通过对建立的简化物理模型分析,得到了爬行产生的条件和影响爬行的因素。介绍了近年来提出的各类摩擦模型,分析了各个模型的优点和不足,最终确定主要采用Lugre摩擦模型为研究对象。 用MATLAB编程语言实现了Lugre摩擦模型的仿真。以Lugre摩擦模型为基础,对摩擦非线性特性进行了分析,用仿真的方式再现和解释了已经观测到的预滑动位移、摩擦滞后、变化的临界摩擦力、粘性滑动等现象。研究了Lugre摩擦模型各个参数变化对二阶系统性能的影响。 采用两步法对Lugre摩擦模型的参数识别进行了研究。首先通过Stribeck曲线,采用非线性最小二乘法和遗传算法作为优化工具,辨识了摩擦模型中的静态参数。然后对摩擦模型推导,通过预滑动位移,利用非线性最小二乘法和遗传算法分别辨识模型动态参数。通过对比发现遗传算法更适合此模型参数的...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的提出和研究现状
    1.2 摩擦的特性
    1.3 摩擦的建模
    1.4 摩擦参数的识别
    1.5 摩擦仿真
    1.6 摩擦补偿
    1.7 主要研究内容
2 机械系统中的摩擦机理及爬行现象
    2.1 摩擦表面
    2.2 摩擦的四个动态阶段
    2.3 爬行现象分析
    2.4 本章小结
3 新型摩擦模型
    3.1 DAHL 模型
    3.2 BLIMAN-SORINE模型
    3.3 时间延迟(纯时滞)模型
    3.4 鬃毛模型
    3.5 复位积分器模型
    3.6 集成模型
    3.7 KARNOPP 模型
    3.8 LUGRE模型
    3.9 摩擦模型优缺点比较
    3.10 本章小结
4 摩擦模型仿真研究
    4.1 LUGRE摩擦模型的仿真
    4.2 摩擦特性研究
    4.3 摩擦模型对系统性能的影响
    4.4 本章小结
5 摩擦模型参数的辨识
    5.1 基于LUGRE模型的单自由度系统
    5.2 遗传算法及遗传算法工具箱介绍
    5.3 静态参数识别
    5.4 动态参数识别
    5.5 本章小结
6 考虑LUGRE 摩擦模型的伺服系统PD 控制
    6.1 MATLAB 程序仿真
    6.2 采用SIMULINK的仿真
    6.3 PD 控制的单关节机器人摩擦建模与仿真
    6.4 本章小结
7 总结和展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3777449