航空遥感惯性稳定平台齿隙非线性建模与补偿

针对航空遥感惯性稳定平台框架伺服系统中齿隙非线性环节造成的系统驱动延时、换向跳变及冲击振荡等问题,对航空遥感惯性稳定平台齿隙非线性进行建模与补偿.在分析齿隙非线性环节结构和传动特点基础上,建立了齿隙非线性死区模型;利用MATLAB仿真分析了齿隙对系统性能的影响;以框架伺服系统为研究对象,应用反步积分法,通过依次选择Lyapunov函数,设计了基于状态反馈的控制器,并进行实验验证.结果表明:齿隙误差补偿可有效提高系统控制精度;与传统PID控制相比,反步积分法显著降低了齿隙非线性对伺服系统性能的影响,在给定框架期望转角情况下,反步积分法比PID控制响应速度提高78.26％、稳态精度提高23.1％.     

机器人伺服系统的一种建模方法和离散AMFC在机器人控制中的应用

本文首先给出了机器人伺服系统的一种建模方法,这种方法与目前人们所使用的各种机器人控制系统建模方法区别在于它综合考虑了机械手的动力学特性（关节间的非线性时变耦合、机械手抓重和关节惯量变化等）和伺服机构的结构因素（传动系统齿隙、刚度和摩擦等）。然后将Landau的自适应模型跟随控制（AMFC）用于机器人控制系统,并进行了 计算机仿真。     

传动装置齿隙位置对伺服系统的影响

机电伺服系统的齿轮传动装置,其齿隙不仅影响系统的伺服精度,更影响系统的稳定性.本文分析了传动装置齿隙位置的不同对伺服系统性能的不同影响,并提出了减弱或消除齿隙影响的若干措施.     

具有齿隙输入的电力机车轮对自适应滑模控制

为研究电力机车轮对受行车线路载荷冲击影响时的位置控制精度,考虑实际工况中齿隙传动的非线性以及外界干扰,建立了齿隙传动伺服系统的数学模型;针对具有齿隙输入和未知时变参数的非线性系统,结合齿轮传动方向间歇切换的实际工况,引入Nussbaum类型函数;基于滑模控制器收敛快速、鲁棒性强的优点,设计了自适应积分滑模控制器。理论分析和仿真结果表明,齿隙伺服系统闭环输出有界,滑模面抖振较小且收敛迅速,滑模面与跟踪误差一致有界并收敛于0。具有齿隙输入的伺服系统可实现在线路上存在载荷冲击及参数存在摄动的工况下对位置指令输入的近似无偏跟踪。     

双电机消隙技术在串联机械臂中的仿真与应用

典型非线性齿隙广泛存在于机器人伺服系统中，为了减小齿隙对系统性能的影响，对串联机械臂采用双电机主从驱动消隙技术。首先基于双电机消隙系统的基本原理及结构建立了齿隙弹性死区非线性模型；然后根据双电机系统的动力学推导公式，建立了所采用的双电机偏置力矩消隙控制策略的Simulink模型，并给出了系统的算法框架及伺服系统硬件电路原理；最后根据实际工程设计参数数据进行原理仿真，并通过激光跟踪仪对采用双电机消隙技术的串联机械臂系统进行精度测试实验验证。仿真及实验结果表明：建立的数学模型能够反映实际系统的基本特性；工作空间为4.5 m的串联机械臂末端精度达到1.2 mm，满足工程应用性能指标要求。     

双电动机驱动伺服系统的动力学建模及齿隙非线性仿真分析

建立双电动机驱动伺服系统的动力学模型,将齿隙的非线性系统转化为一个近似无齿隙的线性系统。建立双电动机同步联动伺服系统的动力学模型,通过Matlab仿真分析,得到含齿隙条件下的齿轮输出转角曲线和转矩曲线,验证了双电动机驱动伺服系统的优越性。     

基于NDO的HXD_3机车轮对齿隙自适应补偿

为研究HXD3型电力机车轮对齿隙受线路激扰和车行冲击影响时的位置控制精度,考虑实际工况中齿隙传动的非线性以及外界干扰的周期性,建立了齿隙传动伺服系统的数学模型;针对具有齿隙输入和未知时变参数的非线性系统,结合齿轮传动控制方向未知的实际工况,引入Nussbaum类型函数;为改善系统抖振,同时减小外干扰和不确定性对系统的影响,添加了非线性干扰观测器;基于积分滑模控制器收敛快速、鲁棒性强的优点,设计了具有衰减因子的积分滑模自适应控制器。理论分析表明,齿隙伺服系统闭环输出有界,滑模面与跟踪误差一致有界并收敛于0。仿真结果表明,积分滑模面抖振较小,收敛迅速;Nussbaum函数有界并收敛;NDO能够对非线性干扰进行近似无偏估计。齿隙伺服系统可实现在线路上存在周期性冲击时及参数存在摄动的工况下对位置指令输入的近似无偏跟踪,并对控制方向不同的指令输入具有较为理想的输出响应。     

基于LMS Test.lab的数控转台振动测试研究

基于LMS Test.lab测试系统,根据某成形铣齿机床的加工工艺特性和技术要求,提出与其相配套的数控转台(简称转台)振动测试方案,并进行实际加工工况下振动测试.测试表明,转台的固有频率远低于加工时的激振频率;铣齿过程中转台台面周向振动位移最大,且随着进给速度的增大而增大,随着消隙蜗杆作用力增大而减小.测试结论证明了该测试方案的可行性和有效性.     

含齿隙伺服系统的反步自适应模糊滑模控制

针对具有齿隙非线性和参数摄动的某机械传动回转位置伺服系统,提出一种基于反演法的自适应模糊滑模控制策略。首先,在两质量系统中,引入近似死区模型,建立含齿隙的系统动力学模型。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的参数不确定和齿隙非线性。通过模糊推理机制将不连续切换项线性处理,消除传统滑模控制中的抖振现象。对比试验表明,基于反演法的自适应模糊滑模控制较PID控制更能有效削弱大、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。     

基于Backstepping方法的齿隙非线性伺服系统神经网络控制

文章以存在未知齿隙和摩擦等非线性的伺服系统为研究对象,应用三角级数多项式扩展的函数链神经网络（FLNN）,对未知非线性进行在线自适应辨识。在对参数未知的齿隙非线性进行分解的基础上,应用Backstepping方法设计了具有鲁棒性能的神经网络控制器。保证了系统跟踪误差及网络权值的一致有界性。仿真研究表明了文中提出的控制策略的有效性和鲁棒性。