关于Volterra频域核辨识的多音激励信号设计

为解决非线性系统辨识多音激励信号的设计问题,提出了一种多音激励信号的设计方法.该方法首先研究了多音激励下Volterra核的频域输出特性,推导出了前3阶Volterra核的频域输出的计算公式,进而采用全局搜索法搜索最优频率分量,使非线性系统在多音信号激励下,各阶核的频域输出分量互不重合,从而达到系统可辨识的条件.对一非线性电路,采用所设计的激励信号,可辨识出该电路的前3阶Volterra频域核,验证了该方法的有效性.     

Stribeck模型自适应滑模摩擦补偿控制

针对高速高准确度滚珠丝杠伺服控制系统,提出一种基于Stribeck模型的滑模自适应摩擦补偿控制方法。采用PMAC运动控制器搭建开放式控制平台,建立伺服系统的动力学模型,并通过Stribeck模型来反映系统的摩擦特性。采用Backstepping方法设计自适应滑模摩擦补偿控制器,并采用Lyapunov定理证明系统的全局渐进稳定性,最后通过编写伺服算法实现该摩擦补偿。实验结果表明:与速度加速前馈控制补偿相比,当输入速度为10 mm/s信号时,自适应滑模摩擦补偿其跟踪误差由35μm降低到±4μm;当输入速度为100 mm/s信号时,自适应滑模摩擦补偿其跟踪误差由98μm降低到±4μm。采用该补偿方案能有效抑制伺服系统的摩擦干扰,提高伺服系统准确度和动态跟踪性能。     

基于改进LuGre摩擦模型的阀控缸系统非线性控制策略研究

针对具有高度非线性的电液伺服系统控制问题,提出了一种适用于伺服系统的摩擦模型,利用遗传算法对所建立的摩擦模型进行参数辨识,获得了精确的摩擦力矩数学模型,并将其作为前馈补偿加入非线性控制中,以减小摩擦非线性对电液伺服系统的影响。为解决伺服系统换向过程中易出现的抖振现象,设计了一种基于摩擦模型前馈补偿的模糊变系数自抗扰控制器。基于类双曲正弦函数设计了状态误差反馈控制部分,平滑切换点处的输出抖动,在此基础上结合模糊自适应控制方法,通过误差和误差微分对非线性状态反馈系数进行调节。研究表明,上述控制策略能够有效提高系统响应速度、收敛速度、稳定性和鲁棒性,降低了对摩擦的过补偿、欠补偿的影响,对伺服系统换向和速度零点处的抖振具有较好的抑制作用。     

机载光电跟踪平台伺服系统自抗扰控制

摩擦非线性造成机载光电跟踪平台伺服系统低速不平稳性,增加了系统的稳态误差.常规PID控制难以满足光电跟踪平台高精度伺服系统的性能要求.采用一种新的二阶离散系统最速控制函数设计自抗扰控制器,将它作为机载光电跟踪平台伺服系统的位置环控制器.实验结果表明,当系统跟踪幅值为0.5°、频率为0.159 Hz的正弦输入信号时,在0...     

低速下机床进给伺服系统稳定性研究

以PID控制的数控机床进给伺服系统为研究对象,研究了低速进给时非线性摩擦对系统的稳定性的影响。采用新的连续摩擦模型,建立了含非线性摩擦的系统单自由度等效模型,同时也计入了负载干扰的影响。基于Taylor级数展开,将非线性滑动摩擦线性化,给出了系统稳定性判别条件的解析表达式。该判别条件可以用来确定PID控制参数以避免系统不稳定。仿真和实验均验证了判别条件的有效性,为预测和消减低速进给时摩擦引起的爬行现象提供了一种简单有效的方法。     

伺服关节驱动的柔性臂系统耦合动力学模型辨识与实验

针对整个伺服关节驱动的柔性机械臂系统,在考虑其机电、刚柔耦合特性的基础上,理论上进行了动力学建模。分析了包含直流伺服电机、谐波减速器以及伺服驱动器的伺服关节的驱动及摩擦特性,对实验中测到的电机匀速正反转数据进行线性拟合,得到了关节驱动模型中的库伦摩擦力常数和黏滞摩擦力系数。分别建立了从伺服电机驱动电压到光电编码器检测的电机转角、从伺服驱动电压到代表柔性臂振动的应变桥路输出之间的理论传递函数,以伪随机二进制序列为激励信号,通过实验辨识得到了此对应伺服关节柔性臂转动与振动耦合以及机电耦合的两个传递函数,在伪随机和正弦信号激励下,辨识得到的传递函数模型与实际结构的转动位移和振动响应具有较高的一致性。从而得到了伺服关节驱动的柔性臂系统刚柔耦合、机电耦合的动力学模型。     

高精度转台摩擦力矩补偿控制器设计与仿真

针对高精度转台在低速运行时,由于摩擦力矩的作用,跟踪精度会受到很大的影响的实际情况,本文提出将Stribeck摩擦力矩模型应用于高精度转台系统,并设计控制器,可以在线的对摩擦力矩进行辨识和补偿.该方法根据摩擦力矩模型的特点,采用前馈+积分反馈设计控制器.并采用Lyaponov函数和拉萨尔一般不变性原理分析了系统的稳定性,证明在一定的条件下,可以实现渐进稳定跟踪.实验结果表明,控制器对非线性摩擦力矩具有补偿作用.     

基于改进萤火虫算法的摩擦模型参数辨识及补偿

针对影响电液伺服系统跟踪性能的非线性摩擦干扰问题，提出了一种改进的萤火虫算法对摩擦模型的参数进行辨识，通过将自适应步长和惯性因子相结合，对丧失移动能力的萤火虫进行随机优化处理，并引入全局并行搜索能力，提高了萤火虫算法的寻优能力。通过函数寻优和参数辨识测试，结果表明改进的萤火虫算法具有更好的寻优性能。最后基于辨识模型搭建摩擦状态观测器，对于仿真中速度零点的抖振现象，引入SIGMOID函数修正摩擦观测器，实验结果表明，经修正的前馈模糊控制器可以有效地抑制摩擦对伺服系统的不利影响，进一步提高伺服系统的跟踪性能。     

神经网络变结构在液压伺服系统控制中的应用

采用神经网络对液压伺服系统进行离线辩识,然后用神经网络的逆模型抵消伺服阀的死区非线性,再用离散变结构控制器对液压伺服系统的线性部分进行控制,从而达到良好的控制效果.     

杜芬型滑移系统振动非线性评估

以叠加原理为判别准则,通过计算杜芬型滑移系统对双频简谐激励作用的动力响应,分析系统的振动非线性及其影响因素。结果表明,恢复力非线性与阻尼非线性存在相互作用机制,一定条件下摩擦阻尼的增加可以抑制恢复力非线性的发挥,系统整体振动的非线性并非两者效应的简单累加。外部激励的影响体现在其幅值和频率两个方面,双频激励强度均较大时会激发系统的振动非线性。