機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的間隙建模及補(bǔ)償控制研究.pdf

1、在機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)中，由于驅(qū)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(fù)載暫時失控，對驅(qū)動單元產(chǎn)生沖擊，從而導(dǎo)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(jī)械部件的附加磨損。因此，對機(jī)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(shí)踐上的重大意義。
　　 本論文以機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)為研究對象，研究了運(yùn)動系統(tǒng)中間隙非線性的建模及補(bǔ)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(nèi)外參考文獻(xiàn)，對機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)產(chǎn)生間隙的原因進(jìn)行總結(jié)，分析了本文的研究目的和意義，回顧了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，說明了國內(nèi)外研究的控制器設(shè)計和穩(wěn)定性分析方法，最后提出了本文的研究目標(biāo)。
　　 第二，闡述機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)中間隙非線性的模型并進(jìn)行分析和比較。對SRV02-ET機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。
　　 第三，對機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)中的間隙非線性建立動力學(xué)模型，然后

3、進(jìn)行模型轉(zhuǎn)化，把動力學(xué)模型轉(zhuǎn)化為便于設(shè)計的形式。研究了基于Backstepping方法的自適應(yīng)方法，通過逐步選擇李亞普諾夫函數(shù)，遞推設(shè)計出基于狀態(tài)反饋的控制器。對設(shè)計的控制器進(jìn)行仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)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(yīng)相結(jié)合的控制策略，其中自適應(yīng)律的設(shè)計采用映射函數(shù)來處理參數(shù)估計超出范圍的情況，設(shè)計出了滑模自適應(yīng)控制器，通過仿真驗(yàn)證了控制器對死