試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)及摩擦補(bǔ)償研究.pdf

1、轉(zhuǎn)臺(tái)是具有重要國(guó)防戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備,廣泛應(yīng)用于航天、航海、航空等領(lǐng)域,其性能的優(yōu)劣是保證飛行器和制導(dǎo)武器系統(tǒng)精度和性能的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)中摩擦環(huán)節(jié)的存在容易導(dǎo)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(yán)重影響了轉(zhuǎn)臺(tái)性能的提高。因此,研究仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦補(bǔ)償方法從而減弱或消除摩擦環(huán)節(jié)對(duì)伺服系統(tǒng)性能的影響,對(duì)研制性能優(yōu)良的高精度超低速轉(zhuǎn)臺(tái)性具有十分重要的意義。本文以二軸試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)為研究對(duì)象,根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的具體要求進(jìn)行了總體方

2、案的設(shè)計(jì),著重對(duì)如何在控制策略中實(shí)施摩擦補(bǔ)償展開了研究。
　　 首先,在分析了試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)總體方案的基礎(chǔ)上確定了機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)方案,采用地平式結(jié)構(gòu)加直流力矩電機(jī)直驅(qū)的方案可以實(shí)現(xiàn)精確的對(duì)海上移動(dòng)目標(biāo)的無(wú)盲區(qū)跟蹤。為了使摩擦補(bǔ)償算法更易于實(shí)現(xiàn),提出了一種開放式的轉(zhuǎn)臺(tái)控制方案并分別進(jìn)行了控制系統(tǒng)硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)。在完成伺服系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)之后,對(duì)二軸試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的不確定度進(jìn)行了詳細(xì)分析計(jì)算,以驗(yàn)證本文的設(shè)計(jì)方案是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求。

3、
　　 其次,本文選用LuGre摩擦模型對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)中的摩擦環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償,通過(guò)在MATLAB中的仿真,驗(yàn)證了LuGre摩擦模型對(duì)摩擦的預(yù)滑動(dòng)位移、摩擦滯后等摩擦非線性特性的準(zhǔn)確描述。針對(duì)LuGre摩擦模型參數(shù),運(yùn)用兩步辨識(shí)的方法對(duì)靜態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)分別進(jìn)行辨識(shí),同時(shí)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(dòng)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(duì)靜態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí),然后在已獲得的靜態(tài)參數(shù)基礎(chǔ)上對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨