基于切換系統(tǒng)理論的伺服轉(zhuǎn)臺摩擦建模與補償

摘要：為了降低非線性摩擦因素對伺服轉(zhuǎn)臺的影響,提高系統(tǒng)的跟蹤性能,本文提出了一種基于切換理論的伺服轉(zhuǎn)臺摩擦建模和補償方法。該模型用 LuGre摩擦模型和 Stribeck摩擦模型分別表征在啟動階段和平穩(wěn)運行工況下轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的摩擦特性。首先采用遺傳算法分別辨識模型動靜態(tài)參數(shù),然后以轉(zhuǎn)臺速度和剛鬃形變的程度作為切換條件,基于切換系統(tǒng)理論獲得的摩擦模型,最后在原有 PID控制的基礎上結合摩擦補償,實現(xiàn)基于切換摩擦模型的復合控制。未加入補償時的動態(tài)跟蹤誤差平均值約為 0 01425rad/s,而加上補償之后速度跟蹤誤差平均值降低為0 00192rad/s,對補償前后的跟蹤數(shù)據(jù)進行殘差分析的結果也證明了該模型的有效性。實驗結果表明該切換摩擦模型能直觀、精確地描述伺服轉(zhuǎn)臺的摩擦特性,基于該摩擦模型的反饋補償能減小系統(tǒng)的跟蹤誤差,提高系統(tǒng)的跟蹤性能。