基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法，属于机电伺服控制领域，控制方法包括：建立发射平台的数学模型；设计自适应鲁棒控制器；对自适应鲁棒控制器进行稳定性测试。本发明专利技术在LuGre摩擦模型的基础上，设计自适应参数估计器以估计不确定的摩擦参数，为避免参数在自适应过程中发散，采用了不连续映射的方法以保证摩擦参数估计有界，同时针对时变外干扰和参数估计误差设计非线性鲁棒反馈项以抵消这部分所造成的影响；能够实现精确的补偿摩擦，保证发射平台优良的控制性能。

Adaptive robust control method for launching platform based on friction compensation

The invention discloses a friction compensation method based on adaptive robust control of the launch platform, which belongs to the electromechanical servo control field, control methods include: the establishment of mathematical model of launch platform design; adaptive robust control; adaptive robust controller for stability test. The present invention based on LuGre friction model, adaptive parameter estimator to estimate the friction parameter uncertainty, to avoid the parameter in the adaptive process of divergence, using discontinuous mapping methods to ensure the friction parameter estimation for time-varying and bounded external disturbances and parameter estimation of nonlinear error design robust feedback effect to offset this part which can achieve accurate compensation; friction, ensure excellent performance of launch control platform.

【技术实现步骤摘要】
基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法
本专利技术涉及一种控制方法，具体涉及一种基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法。
技术介绍
发射平台是一套典型的机电伺服系统，由方位轴伺服子系统和俯仰轴伺服子系统两部分组成，主要用于瞄准既定目标发射动能载荷，达到打击目标的目的，在军事领域有着广泛的应用。随着国际竞争的激烈化，对发射平台的性能要求越来越高。然而非线性摩擦存在于发射平台中，对伺服性能有着重要影响。因此，我们需要设计高效的控制器来实现摩擦补偿。传统的PID控制虽然结构简单，但是不能处理参数不确定和不确定非线性。自适应控制虽然能够很好的处理参数不确定，但是对于不可参数化的不确定非线性项，自适应控制无能为力。而自适应鲁棒控制(ARC)的提出，使得系统可获得出色的跟踪性能，可以同时兼顾参数不确定与不确定的非线性，但是在ARC控制器中并没有考虑精确的摩擦补偿。而对于发射平台高精度的运动控制，摩擦又是一个不可忽视的重要问题。为了更加准确地描述摩擦力行为，LuGre摩擦模型被广泛应用。然而，LuGre摩擦模型参数多、结构复杂，怎样通过简单、实用的自适应鲁棒控制器实现高性能的控制效果，这是急需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立发射平台的数学模型；步骤2，设计基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制器；步骤3，对基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制器进行稳定性测试。

【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立发射平台的数学模型；步骤2，设计基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制器；步骤3，对基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制器进行稳定性测试。2.根据权利要求1所述的基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法，其特征在于，步骤1建立发射平台的数学模型，具体如下：发射平台方位轴伺服子系统的动力学模型方程为：其中m是系统负载折算到电机端的等效转动惯量，y是方位轴的位置输出，U是系统的控制量，TL是负载扭矩，是时变扰动，F是摩擦扭矩，采用LuGre摩擦模型来表示：其中，σ0、σ1、σ2分别表示鬃毛刚度系数、鬃毛阻尼系数和粘性摩擦系数；为两个接触面之间的相对角速度；z表示鬃毛的平均变形量；非线性函数表示不同的摩擦效应；Fc表示Coulomb摩擦力矩，Fs表示最大静摩擦力矩，表示Stribeck速度；为解决模型中不可测量的摩擦状态，采用一个稳态值zs接近，且zs表示如下：因为内部的摩擦状态是有界的，定义ε＝z-zs，摩擦力F可以写成如下的形式：其中ε是有界的，且是有界的，即：定义未知的参数θ＝[θ1θ2θ3θ4]T，其中θ1＝J,θ2＝σ2,θ3＝TL,θ4＝Δ1，定义新的函数因此系统的模型表示为如下状态空间形式：假定给定所期望的运动轨迹是有界的且有二阶有界导数，并且参数θ和时变扰动d大小范围已知。3.根据权利要求1所述的基于摩擦补偿的发射平台自适应鲁棒控制方法，其特征在于，步骤2具体如下：步骤2-1、定义x1d为系统期望的位置指令，e1＝x...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡健，王元刚，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32