試驗轉臺設計及摩擦補償研究.pdf

1、轉臺是具有重要國防戰(zhàn)略意義和經濟價值的系統(tǒng)測試設備,廣泛應用于航天、航海、航空等領域,其性能的優(yōu)劣是保證飛行器和制導武器系統(tǒng)精度和性能的基礎。轉臺伺服系統(tǒng)中摩擦環(huán)節(jié)的存在容易導致系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差、爬行、極限環(huán)振蕩等現(xiàn)象,嚴重影響了轉臺性能的提高。因此,研究仿真轉臺的摩擦補償方法從而減弱或消除摩擦環(huán)節(jié)對伺服系統(tǒng)性能的影響,對研制性能優(yōu)良的高精度超低速轉臺性具有十分重要的意義。本文以二軸試驗轉臺為研究對象,根據(jù)轉臺系統(tǒng)的具體要求進行了總體方

2、案的設計,著重對如何在控制策略中實施摩擦補償展開了研究。
　　 首先,在分析了試驗轉臺總體方案的基礎上確定了機械結構部分的設計方案,采用地平式結構加直流力矩電機直驅的方案可以實現(xiàn)精確的對海上移動目標的無盲區(qū)跟蹤。為了使摩擦補償算法更易于實現(xiàn),提出了一種開放式的轉臺控制方案并分別進行了控制系統(tǒng)硬件部分和軟件部分的設計。在完成伺服系統(tǒng)具體設計之后,對二軸試驗轉臺的不確定度進行了詳細分析計算,以驗證本文的設計方案是否滿足技術指標要求。

3、
　　 其次,本文選用LuGre摩擦模型對轉臺伺服系統(tǒng)中的摩擦環(huán)節(jié)進行補償,通過在MATLAB中的仿真,驗證了LuGre摩擦模型對摩擦的預滑動位移、摩擦滯后等摩擦非線性特性的準確描述。針對LuGre摩擦模型參數(shù),運用兩步辨識的方法對靜態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù)分別進行辨識,同時為了獲得更高精度的靜態(tài)參數(shù),減小靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)之間的耦合影響,本文采用基于模擬退火的粒子群優(yōu)化算法對靜態(tài)參數(shù)進行辨識,然后在已獲得的靜態(tài)參數(shù)基礎上對動態(tài)參數(shù)進行辨