機械運動系統(tǒng)的間隙建模及補償控制研究.pdf

1、在機械運動系統(tǒng)中，由于驅動部分與從動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，間隙就會使得負載暫時失控，對驅動單元產(chǎn)生沖擊，從而導致穩(wěn)態(tài)誤差、時滯，更壞的情況會產(chǎn)生極限環(huán)，這就限制了系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度并產(chǎn)生機械部件的附加磨損。因此，對機械傳動系統(tǒng)中間隙的非線性特性研究具有理論意義和工程實踐上的重大意義。
　　 本論文以機械運動系統(tǒng)為研究對象，研究了運動系統(tǒng)中間隙非線性的建模及補償控

2、制，完成的工作包括以下幾個方面：
　　 第一，通過閱讀大量國內外參考文獻，對機械運動系統(tǒng)產(chǎn)生間隙的原因進行總結，分析了本文的研究目的和意義，回顧了國內外的研究現(xiàn)狀，說明了國內外研究的控制器設計和穩(wěn)定性分析方法，最后提出了本文的研究目標。
　　 第二，闡述機械運動系統(tǒng)中間隙非線性的模型并進行分析和比較。對SRV02-ET機械旋轉運動實驗平臺進行數(shù)學建模。
　　 第三，對機械運動系統(tǒng)中的間隙非線性建立動力學模型，然后

3、進行模型轉化，把動力學模型轉化為便于設計的形式。研究了基于Backstepping方法的自適應方法，通過逐步選擇李亞普諾夫函數(shù)，遞推設計出基于狀態(tài)反饋的控制器。對設計的控制器進行仿真、實驗驗證，結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。
　　 第四，針對參數(shù)不確定及干擾等問題，采用滑模與自適應相結合的控制策略，其中自適應律的設計采用映射函數(shù)來處理參數(shù)估計超出范圍的情況，設計出了滑模自適應控制器，通過仿真驗證了控制器對死