基于LuGre摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统设计

牙科CT在拍摄X光片时,牙科CT转台需要低速运转。在低速运转时摩擦带来的非线性最严重,为解决非线性摩擦,提出将摩擦模型前馈补偿与模糊PID结合实现对转台的控制。摩擦模型选用LuGre,并对摩擦模型参数离线辨识,确定出牙科CT转台的摩擦模型,在Simulink软件中分别对摩擦模型和模糊PID控制器进行封装建模,搭建了基于LuGre摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统。通过仿真验证了采用该控制系统避免了位置跟踪平顶、速度跟踪过零时出现‘死区’等缺陷,并且跟踪误差很小、响应快,稳态稳定。通过实验验证了采用摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统定位精度高,证明该控制系统的设计能很好地解决低速运转时摩擦带来的非线性问题。     

基于LuGre模型的自适应摩擦补偿

为提高开放式伺服系统的动态性能,使其具有良好的适应能力,提出一种基于LuGre模型的自适应摩擦补偿方法.建立开放式伺服系统的动力学模型,并通过LuGre模型来描述系统的摩擦特性.考虑到摩擦模型的参数会随系统变化而发生改变,采用Backstepping方法设计自适应摩擦补偿控制器,并采用Lyapunov定理证明系统的全局渐进稳定性.通过可编程多轴控制器(Programmable multi-axis controller,PMAC)编写伺服算法实现该自适应摩擦补偿方案,并通过试验验证该方案的有效性.试验结果表明:与传统的速度加速前馈补偿相比,该自适应摩擦补偿方案在正弦运动作为输入信号时,其跟踪误差由±40 μn降低到±7 μm.采用该补偿方案能有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,为提高伺服系统的动态跟踪性能奠定基础.     

基于改进Dahl模型的自适应摩擦补偿研究

针对在伺服控制系统中普遍存在的摩擦现象所引起的低速爬行、跟踪误差、极限环振荡等问题,首先对伺服系统中常用的Dahl摩擦模型和LuGre摩擦模型进行了分析比较,介绍了一种改进的Dahl模型,该模型改善了摩擦环节的稳定性,并能描述滞-滑现象;然后基于Lyapunov稳定性分析的方法,设计了基于改进的Dahl模型的自适应摩擦补偿算法;最后对带有摩擦的伺服系统进行了自适应摩擦力矩补偿和PD控制补偿的仿真和实验。仿真和实验结果表明:改进的Dahl摩擦自适应补偿比PD控制补偿能更好地抑制伺服系统低速时摩擦所带来的干扰和影响,提高了定向、定位精度和系统稳定性。     

数控伺服进给系统中摩擦补偿控制研究进展

首先分析在高精度数控机床工作台伺服进给系统中进行摩擦补偿控制的必要性,其次介绍摩擦力模型研究方面的现状,然后着重总结数控机床工作台进给伺服系统领域采用的各种摩擦补偿技术研究成果。最后,指出了该领域研究存在的问题,展望了该领域的发展方向。     

基于摩擦补偿的两轴直驱伺服进给系统自适应非线性滑模轮廓控制

为满足两轴直驱伺服进给系统的高精度加工要求,提出一种基于摩擦补偿的自适应非线性滑模轮廓控制(ANSMCC)方法,以兼顾加工精度和响应速度要求。建立适用于大曲率轮廓加工的等效轮廓误差模型,同时考虑系统中存在的不确定性动态的影响,建立准确且能实时补偿的改进LuGre非线性摩擦力动力学模型。为提升两轴直驱伺服进给系统轮廓性能,设计基于非线性滑模面的ANSMCC方法,其中非线性滑模面包含轮廓误差分量,通过改变非线性滑模面中增益矩阵值的大小可实时改变系统的阻尼比,从而协调轮廓误差与系统响应速度的关系。实验结果表明,所提方法可以克服系统运行过程中不确定性动态的影响,准确跟踪大曲率轮廓曲线,提高轮廓加工精度。     

高加速度运动系统的非线性摩擦前馈补偿控制

高加速度运动系统中非线性摩擦的建模补偿对提高轨迹跟踪性能至关重要。本文针对传统参数化模型难以准确预估高加速度运动启停阶段摩擦过冲等非线性摩擦的问题,在传统模型结构的基础上,结合扩展Stribeck模型,提出一种扩展参数化模型,模型参数的训练和学习样本源于高精度迭代学习控制获取的有限轨迹下非线性摩擦前馈补偿数据,并采用Levenberg-Marquardt算法拟合模型参数。最后,在音圈电机驱动的高加速定位平台上针对不同运动轨迹进行了实验验证。结果表明,该方法能够克服传统参数化模型难以消除高加速度启停阶段摩擦过冲等非线性摩擦对轨迹跟踪精度的影响;且与迭代学习控制的轨迹跟踪精度接近,有效避免了迭代学习泛化性差等问题,可实现工作空间下任意轨迹的摩擦补偿。     

基于改进Dahl模型的进给伺服系统摩擦特性与补偿研究

针对进给伺服系统存在非线性摩擦的问题,介绍了一种改进的Dahl模型,该模型改善了Dahl模型的稳定性且能描述滞-滑现象。基于该模型建立了考虑摩擦的系统综合数学模型,分析了摩擦对系统性能的影响;同时,对系统采用固定摩擦补偿,并利用遗传算法对摩擦参数进行了辨识。结果表明,改进的Dahl模型摩擦补偿有效地消除了系统因摩擦而产生的"死区"、"平顶"等不良现象,提高了系统的运动精度和定位精度。     

液压仿真转台摩擦力矩自适应补偿的研究

针对液压马达所受到的动静摩擦力矩难以精确测定的特点，提出一种基于非精确模型的摩擦力矩补偿方法。在补偿过程中考虑了静摩擦力矩和动摩擦力矩，但在系统的设计过程中并不需要其精确值仅需其上界值。把该控制算法应用于某型号液压仿真转台的液压伺服系统中获得了较满意的效果。实验结果表明，与一般的PID控制相比该控制算法对系统的摩擦力矩补偿是完全有效的。     

基于LuGre模型实现精密伺服转台摩擦参数辨识及补偿

为降低摩擦对光学精密伺服转台速度跟踪精度的影响,提出了基于LuGre模型的转台摩擦参数辨识和补偿方法.首先,分析转台在自由减速过程中的速度过零现象,采用遗传算法拟合减速曲线从而获得转台摩擦参数和转动惯量;然后,通过仿真实验验证辨识方法;最后,利用辨识得到的参数计算摩擦补偿并叠加到转台速度伺服系统.实际实验系统的数据更新...     

XY交流伺服工作台摩擦实验方法的研究

摩擦是影响XY交流伺服工作台运动控制精度的重要因素.采用基于扭矩测量和伺服电流测量两种方式对工作台系统中的摩擦力进行了研究.扭矩测量方式比较直接,可以方便地用于摩擦模型的参数估计;而电流测量方式能更精确地反映系统中摩擦力的变化信息.仿真实验表明,综合使用两种方法可以更加灵活地对摩擦力进行补偿控制.     

基于有限项频率特性序列模型的前馈跟踪控制

为了改善跟踪控制精度 ,针对被控对象精确模型不易于辨识的情况 ,根据有限个特征频率处的频响特性试验数据 ,提出了一种近似模型 :有限项频率特性序列模型 ,并在此基础上提出了频域幅相调整控制算法。仿真结果表明 ,在不需要预知被控对象精确模型的情况下 ,对无急剧尖角变化的参考输入轨迹 ,该方法可以实现高精度跟踪控制。     

METHOD TO ELIMINATE THE INFLUENCE OF SERVO－MOTOR FRICTION TORQUEON ULTRA－LOW SPEED PERFORMANCE OFELEC

ＭＥＴＨＯＤＴＯＥＬＩＭＩＮＡＴＥＴＨＥＩＮＦＬＵＥＮＣＥＯＦＳＥＲＶＯ－ＭＯＴＯＲＦＲＩＣＴＩＯＮＴＯＲＱＵＥＯＮＵＬＴＲＡ－ＬＯＷＳＰＥＥＤＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＯＦＥＬＥＣＴＲＯＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＥＲＶＯＳＹＳＴＥＭＬｉＳｈａｎｇｙｉ；ＬｉＷ...     

基于线性加权-分配法的工艺方案综合评价

采用系统工程的方法,提出了一种适合于工艺方案的综合评价方法及模型,该模型综合考虑工时定额、工艺成本、设备自动化程度及设备运行状态,从而解决了CAD/CAPP并行系统中多工艺方案的综合评价问题。     

基于遗传神经网络的机器人腕力传感器动态建模与补偿方法

介绍用于MotomamV3X机器人上的新型多维腕力传感器,比较遗传算法与人工神经网络的特点,将遗传算法的交叉和变异操作进行改进,提出一种融合改进遗传算法(Genetic algorithm, GA)的函数连接型人工神经网络(Functional link artificial neural network, FLANN),并将其用于所介绍的新型机器人腕力传感器动态建模与动态性能补偿中。介绍动态建模与动态补偿原理及改进遗传神经网络算法,给出该传感器的动态模型和动态补偿模型。该方法利用腕力传感器的动态标定数据,采用改进遗传神经网络搜索和优化模型参数,保留了遗传算法的全局搜索能力和FLANN结构简单,鲁棒性好,且具备自学习能力的特点,克服了FLANN容易陷入局部极小的缺陷,具有快的网络训练速度及高的动态建模精度。理论分析和试验结果都证实了所提出的动态建模与动态补偿方法的有效性。     

基于矩阵逼近的模型修正方法的研究

提出一种新的以试验振动和参数辨识的数据为参数,进行有限元分析模型修正的方法。该方法基于矩阵最佳逼近理论,运用Ｂａｙｅｓ估计原理来处理试验结果误差带来的试验模态可信度问题,求取分析模对试验获得的不完备模态的谱点的最佳逼近结果,最后获得质量阵的最小修正模型。     

FORCE FEEDBACK MODEL OF ELECTRO-HYDRAULIC SERVO TELE-OPERATION ROBOT BASED ON VELOCITY CONTROL

The tele-operation robotic system which consists of an excavator as the construction robot, and two joysticks for operating the robot from a safe place are useful for performing restoration in damaged areas. In order to accomplish a precise task, the operator needs to feel a realistic sense of task force brought about from a feedback force between the fork glove of slave robot and unfamiliar environment. A novel force feedback model is proposed based on velocity control of cylinder to determine environment force acting on fork glove. Namely, the feedback force is formed by the error of displacement of joystick with velocity and driving force of piston, and the gain is calculated by the driving force and threshold of driving force of hydraulic cylinder. Moreover, the variable gain improved algorithm is developed to overcome the defect for grasping soft object. Experimental results for fork glove freedom of robotic system are provided to demonstrate the developed algorithm is available for grasping soft object.     

基于ANSYS的三维建模方法与热挤压模具的优化设计

挤压模具经常发生桥断、桥裂。文中利用有限元软件ANSYS为工作平台,利用其二次开发语言ANSYS parame design language(APDL)为工具,对铝型材热挤压模具实现了三维实体建模,并在此基础上进行有限元分析和优化设计,得到此模具的三维应力分布图,发现该种模具的模桥应力集中相当严重,应力分布极其不均。并获得挤压模具最优结构尺寸参数,使应力集中明显减小,寿命显著延长。     

PERFORMANCE EVALUATION METHOD FOR BUSINESS PROCESS OF MACHINERY MANUFACTURER BASED ON DEA/AHP HYBRID MODEL

A set of indices for performance evaluation for business processes with multiple inputs and multiple outputs is proposed, which are found in machinery manufacturers. Based on the traditional methods of data envelopment analysis (DEA) and analytical hierarchical process (AHP), a hybrid model called DEA/AHP model is proposed to deal with the evaluation of business process performance. With the proposed method, the DEA is firstly used to develop a pairwise comparison matrix, and then the AHP is applied to evaluate the performance of business process using the pairwise comparison matrix. The significant advantage of this hybrid model is the use of objective data instead of subjective human judgment for performance evaluation. In the case study, a project of business process reengineering (BPR) with a hydraulic machinery manufacturer is used to demonstrate the effectiveness of the DEA/AHP model.