神经网络在伺服系统中进行摩擦力补偿的方法

由于非线性摩擦力的存在,很难用传统的方法对其进行建模。首先讨论了摩擦力及其描述方法,在通过用神经网络对被控对象进行建模的基础之上,利用自适应逆模型神经网络控制器并联PID反馈控制器对控制对象中的摩擦力进行了补偿,并通过一直流伺服系统的仿真试验,验证了该方法是可行的。     

修正黏性摩擦的LuGre模型的摩擦补偿

为提高高速条件下开放式伺服系统的动态性能,对传统LuGre摩擦模型的黏性摩擦进行了修正,并提出一种以修正模型为基础的摩擦前馈补偿方案.根据速度较高时,摩擦力矩随速度增加其增长趋势减缓的现象,建立了LuGre修正模型;分别对传统模型和修正模型进行参数辨识,利用2种辨识后的模型分别进行摩擦前馈补偿,分析其补偿效果.实验结果表明:修正模型对系统摩擦力矩的最大估计误差为0.0017N.m,优于传统模型的0.023N.m;与基于传统模型的摩擦补偿相比,基于修正模型的摩擦补偿时,系统稳态误差得到进一步的控制,加速运动时由±9μm降低到±5μm,正弦运动时由±12.5μm降低到±8μm.采用该补偿方案可有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,提高伺服系统的跟踪性能.     

直流伺服系统摩擦力及死区补偿的鲁棒自适应控制器

直流伺服系统的死区和摩擦力参数往往是不可知的,而且速度估计也存在误差,如果不能较好地处理这些因素将会严重影响系统的性能。针对这些问题,提出了一种鲁棒自适应控制方法,并运用Lyapunov稳定性原理证明了其稳定性;提出了使用差分器来估计速度值的方法,以减少实际系统中因速度估计误差引起的控制性能的降低。仿真结果表明:该控制方法在提高系统速度估计精度、改善摩擦力和死区补偿效果等方面具有很好的效果,为直流伺服的系统设计提供了一种较好的方法。     

基于松下交流伺服系统的位置环MATLAB仿真

在数控机床中,伺服系统是重要组成部分。讨论了交流伺服系统的数学模型、伺服系统的MATLAB仿真、位置环稳态性能和动态性能位置调节器参数的整定,并比较了用Panaterm软件对松下机床的实测波形与仿真波形。比较结果表明了该模型及其参数的正确性,但模型和参数设置还有待进一步改进。     

伺服系统瞬态优化的模糊自适应深度强化学习方法

为了提高伺服系统瞬态性能,满足工业生产线的高精度加工要求,提出模糊自适应深度强化学习方法,用于永磁同步电机伺服系统的控制性能优化。根据伺服系统瞬态运行的响应快速性和稳定性要求,通过构造奖励函数与Actor-Critic网络,在伺服控制器中引入瞬态响应优化环节,面向实时运算需求设计学习率自适应模糊控制器,构建模糊自适应瞬态性能优化方法;建立伺服系统Simulink仿真模型,根据实际伺服系统拟合仿真模型,通过瞬态性能仿真获得优化参数,并将优化参数应用于西门子840D数控系统。以仿真运算及系统实验对该优化方法进行验证,结果表明,所提出方法使伺服系统调节时间缩短10%以上,显著提高了系统的瞬态响应速度,且未引入明显超调,验证了方法的可行性。提出的方法具有较强的通用性,为伺服系统智能控制优化提出了新的途径。     

支持向量机在电液伺服系统辨识建模中的应用

提出了电液伺服系统的支持向量机的辨识建模方法。利用电液伺服系统的可测参量,建立了基于支持向量机的电液伺服系统的模型。以电液位置伺服系统为例,进行了仿真实验。仿真结果表明支持向量机模型具有辨识精度高,推广性能好的优点,从而验证了该方法的正确性和有效性。     

非线性摩擦干扰下伺服系统模糊趋近律滑模控制

针对伺服系统由于受非线性摩擦力的影响而产生的"爬行"和"平顶"现象,提出了模糊趋近律方法,设计了基于T-S模糊模型趋近律的滑模控制器,并进行了实验和仿真研究. 实验和仿真结果表明:所设计的控制器能有效地消除低速"爬行"和"平顶"现象,提高伺服系统的跟踪精度;同时该控制器能显著降低常规趋近律滑模控制器的抖振问题,改善控制品质. 该控制器适用于控制品质要求高的伺服系统.     

基于LuGre模型的摩擦力补偿的研究

针对直流伺服系统中非线性摩擦的影响,提出了一种基于LuGre模型的摩擦补偿。采用观测器对LuGre模型中不可测状态z进行估计,提出的自适应律能够很好的补偿摩擦对伺服系统低速性能的影响,并用Lyapunov方法验证了该自适应律能够保证系统的稳定性和对期望信号的渐进跟踪,最后用matlab对系统进行了仿真,证明了该方法的有效性。     

基于粒子群算法的火炮伺服系统摩擦参数辨识

针对火炮交流伺服系统中存在的非线性动态摩擦,为了提高火炮伺服系统的跟踪精度,提出了一种基于粒子群的LuGre摩擦参数两步辨识方法。利用Stribeck曲线辨识了4个静态参数,利用滞滑极限辨识了2个动态参数,完成了摩擦力矩的动态补偿。实验结果表明了该算法的合理性,火炮伺服系统的正弦跟踪最大误差为1.25 mrad,精度完全达到了军标要求。     

伺服系统低速特性的自适应控制

低速特性是伺服系统的一个重要指标,而其影响因素很多,摩擦力矩则是其中的一个主要因素。为消除这种不利影响,建立了考虑摩擦因素的伺服控制系统模型;在此基础上,设计了库伦摩擦自适应控制器,并进行了仿真分析,同时与传统PID控制做了比较。结果表明,模型参考自适应控制大大提高了伺服系统的低速精度,为消除其他非线性因素给伺服系统造成的不利影响提供了理论和试验依据。     

基于Simulink永磁同步电机伺服系统矢量控制

永磁同步电机（PMSM）伺服系统的速度环和电流环具有非线性耦合特性,需要进行电流解耦控制．因此,根据矢量控制的原理实现了该系统的线性解耦．通过对永磁同步电机数学模型分析,建立基于Simulink伺服系统矢量控制仿真模型．仿真结果表明,建立的系统耦合模型具有良好速度控制特性,并对永磁同步伺服耦合系统设计具有指导价值．     

遗传算法在直流伺服系统摩擦补偿中的应用

针对直流伺服系统中存在的摩擦干扰问题,提出了一种基于遗传算法(GA)进行摩擦补偿的设计方案.首先根据直流伺服系统的摩擦特性建立摩擦模型,再将摩擦补偿引入直流伺服系统的反馈控制结构中,获取伺服电机的位置误差.采用遗传算法对摩擦补偿模型进行系统辨识,使摩擦补偿量在数值上不断地逼近实际的摩擦干扰,并利用摩擦补偿量来抵消摩擦给伺服系统带来的影响,遗传算法中目标函数的选择考虑了系统在过渡过程和稳态时的控制要求.经过参数优化得出的摩擦补偿模型,弥补了以往直流伺服系统受摩擦干扰影响动、静态性能较差的缺陷,从而保证了伺服电机具有较高的跟踪精度.仿真结果表明,该方案与无摩擦补偿情况相比,直流伺服电机转速响应的调节时间缩短了0.12 s,稳态误差降低了1%,系统具备较强的抗摩擦干扰能力和参数鲁棒性.     

气动位置伺服系统建模与仿真

通过对气动位置同服系统各组成元件进行特性分析,建立了系统数学模型,并用Matlab的Simulink模块建立系统仿真模型.通过PID控制实验与PID控制仿真数据的对比,证明该数学模型较为精确.基于该数学模型的Simulink仿真模型较好地反映了气动位置伺服系统的特性,实现了气动位置伺服系统较高精度的仿真.     

无刷直流电动机锁相伺服系统的设计和研究

介绍一种用于三相六状态无刷直流电动机(无位置传感器)的锁相伺服系统。文中重点介绍由D触发器和与或非门等组成的鉴频鉴相器工作原理和布尔代数模型、功率控制网络的简化模型。用计算机对系统进行仿真研究,找出了部分参数对系统动态性能的影响,并将仿真结果与样机试验进行了对比。     

基于单片机与改进PID的智能电液伺服控制系统研究

为了实现对电液伺服系统进行快速、准确以及较为平稳的控制,提出了基于单片机与改进PID的智能电液伺服控制系统。通过对电液伺服系统的主要组成进行分析,并根据液压控制理论,得出了电液伺服系统中电液伺服阀等机构的数学模型。利用MSP单片机作为主控器,以接收位移传感器采集到的实时位移值,根据该值对电液伺服阀的开度进行控制。引入PID控制器,通过神经网络算法对PID控制器进行改进,设计电液伺服控制系统的控制策略,以实现电液伺服控制系统的智能化。通过Matlab/Simulink软件对所提方法进行了仿真实验,结果显示,所提方法不仅能够较为快速、准确地对电液伺服系统进行控制,而且控制过程较为平稳,具有良好的控制效果。     

基于逆系统方法的内模控制在伺服系统低速问题中的研究

针对常规控制方法对伺服系统低速抖动补偿效果不理想的问题,采用基于神经网络逆系统的内模控制方法对伺服系统进行控制。仿真结果表明,基于神经网络逆系统方法的内模控制能有效的改善低速性能,具有良好的控制效果,且控制器设计简单。     

精密传动系统的机电耦合建模及仿真分析

针对伺服系统中传动系统的机电耦合影响了系统的动态特性和响应特性,提出了基于伺服系统的精密传动系统的机电耦合因素,分析了机电系统耦合建模方法.以大型精密卧式加工中心伺服进给系统为研究对象,通过分析系统各组成环节的数学模型,得到了该系统的动态结构图,建立了该系统的机电耦合模型,仿真分析了精密传动系统的传动刚度和传动误差对伺服系统的影响.利用该模型可以分析参数变化对伺服进给系统稳定性和动态特性的影响,为参数优化提供了计算模型.