新型高频纵振减摩气缸的滑模运动轨迹跟踪控制

为了改善气缸的运动伺服控制精度，设计了一款基于压电叠堆逆压电效应和振动减摩原理的新型高频纵振减摩的气缸，期望通过高频振动减弱气缸摩擦的不确定性和负阻尼特性。考虑到阀控缸气动系统是一个强非线性系统，基于模型的非线性控制器是实现高精度运动轨迹跟踪控制的首选。滑模控制作为一种较常用的非线性控制算法，对建模误差、未建模动态和外部扰动有很强的鲁棒性，于是构建了一个基于模型的积分滑模控制器进行轨迹跟踪实验。实验结果表明：高频纵向振动不仅能减小气缸的摩擦力，还能有效提高气缸的运动轨迹跟踪精度；所设计基于模型的非线性滑模控制器是有效的，在跟踪频率为0.25、0.125 Hz的正弦参考轨迹时，最大轨迹跟踪误差分别减少了19.61%、20.55%。采用高频振动减少摩擦的方式能够提高气缸运动控制精度，可满足对气缸高精度控制要求的场合。