一种伺服系统摩擦非线性自适应控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种伺服系统摩擦非线性自适应控制方法，主要为了解决伺服系统中由于摩擦非线性的存在导致控制性能变差的问题。首先以连续可微摩擦模型为基础，建立伺服系统的数学模型；其次采用自适应模糊系统在线估计包括连续可微摩擦模型的非线性项，并设计自适应控制器，使得伺服系统实际的位置输出能够高精度地跟踪其期望值；最后构造Lyapunov函数证明误差变量按指数收敛到原点的一个充分小的邻域内。变量按指数收敛到原点的一个充分小的邻域内。变量按指数收敛到原点的一个充分小的邻域内。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服系统摩擦非线性自适应控制方法


[0001]本专利技术属于伺服伺服控制
，特别是涉及摩擦非线性控制领域。

技术介绍

[0002]摩擦是伺服系统中最普遍的一类非线性现象，其存在会使高精度的伺服系统运动不平稳,出现死区、低速爬行、稳态误差、速度波动等现象，严重影响了伺服系统的控制性能。为了更好的研究摩擦非线性特性以及其补偿控制方法，必须建立贴近真实摩擦现象的数学模型。LuGre摩擦模型是一个较为完善的动态摩擦模型，它能够准确地描述摩擦过程中复杂的动静态特性，因此得到了广泛的研究应用。然而LuGre摩擦模型也存在鬃毛变形量不可测，具有不连续特性等不足。
[0003]A new continuously differentiable friction model for control systems design，{Makkar C,Dixon W E,Sawyer W G,et al.Proceeding of the IEEE/ASME International Conference on Advanced Intellig本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伺服系统摩擦非线性自适应控制方法，其特征在于：步骤一：以连续可微摩擦模型F
f
(ω)为基础，建立伺服系统的数学模型；步骤二：采用自适应模糊系统θ
*T
ξ(e)在线估计包括连续可微摩擦模型的非线性项f，设计自适应控制器，使得伺服系统实际的位置输出θ能够高精度地跟踪其期望值θ
*
；步骤三：构造Lyapunov函数V，证明误差变量e＝[e
θ
，e
ω
]
T
按指数收敛到原点的一个充分小的邻域内。2.根据权利要求1所述的一种伺服系统摩擦非线性自适应控制方法，其特征在于：步骤一中以连续可微摩擦模型F
f
(ω)为基础，建立伺服系统的状态方程模型的过程为：机电伺服系统的动力学方程为：式中，θ和ω是电机转子的角度和角速度；K
i
为电磁力矩常数，u为控制输入，J为转动惯量；F
f
(ω)和T
l
分别是摩擦力矩和其它负载转矩；其中F
f
(ω)采用连续可微摩擦模型表示为：F
f
(ω)＝r1(tanh(s1ω)
‑
tanh(s2ω))+r2tanh(s3ω)+r3ω；式中r1，r2，r3为表征摩擦特性的权重因子，s1，s2，s3为表征不同摩擦部分形状因子。3.根据权利要求1所述的一种伺服系统摩擦非线性自适应控制方法，其特征在于：步骤二中采用自适应模糊系统θ
*T
ξ(e)在线估计包括连续可微摩擦模型的非线性项f，设计自适应控制器，使得伺服...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜仁慧，朱瑞杰，秦雅，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：