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《中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)》 2014年
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基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究与实现

罗石丰  
【摘要】:随着科技的不断发展和进步,人们对数控加工的精度和效率要求都在不断的提高,从而对伺服系统的要求也越来越高,为此伺服系统也在朝着高速,高精,高效的方向发展。但是伺服系统中存在很多非线性特性,为了提高系统的控制精度,必须对这些非线性特性进行补偿,其中摩擦是影响系统精度的重要因素之一。而工作台广泛应用于机械制造和加工过程中,因此对工作台的摩擦影响进行补偿具有很重要的现实意义。本文针对工作台运动系统中的摩擦环节,采用理论建模、仿真分析和实验研究相结合的方法,对其进行补偿,提出了一种零速对称式摩擦补偿方法。 首先对工作台的结构和组成进行了分析,从数学的角度建立了交流永磁同步电机的数学模型,分析机械传动结构的受力情况,建立了机械传动结构的力学模型,最后对运动过程中的摩擦参数进行识别,为后续的摩擦补偿研究工作打好基础。 其次根据所建立的数学及力学模型,建立了基于Simulink的伺服系统仿真平台。基于该仿真平台进行研究,发现工作台的跟踪误差主要是在速度反向时,由摩擦引起的爬行现象。为此仔细分析和研究了工作台的爬行现象,通过合理的假设和分析,从减小工作台处于爬行现象的角度出发提出了一种零速对称式摩擦补偿方法,有效地克服非线性摩擦的影响,减少了工作台处于爬行现象的时间,提高了伺服系统的控制精度。 最后介绍了系统的软硬件平台,并在此平台上实现摩擦补偿控制器的设计,最终融入整个伺服控制系统中。然后在X-Y工作台上验证摩擦补偿方法的正确性和有效性。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TG659

【参考文献】
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