基于遗传算法的摩擦模型参数辨识研究

【摘要】： 摩擦是制约伺服系统控制精度提高的一个重要因素，要想实现伺服系统的低速高精度控制，就须对系统存在的摩擦进行补偿。基于摩擦模型的补偿方法更加具有针对性，如果能得到系统的比较准确的摩擦模型，一般都能得到很好的控制效果。摩擦模型参数辨识是本文讨论的主要问题。 综述了国内外在摩擦模型参数辨识方面的研究进展情况，通过分析比较，提出了一种基于遗传算法进行摩擦模型参数辨识的方法。 详细分析了摩擦力的产生机理、摩擦的动态现象、伺服系统中的摩擦现象以及几种常用的静态、动态摩擦模型。通过分析、比较，从而选择“库仑+粘性”摩擦模型和Tustin摩擦模型作为辨识对象进行辨识仿真。然后选择一个二阶系统为被控对象，在被控系统上加一个随机干扰信号来模拟系统中的摩擦现象，设计了一种遗传辨识方法，来辨识系统的摩擦模型参数，并通过设计Matlab程序实现这个辨识仿真，得到摩擦模型参数。 最后利用“PID+前馈”摩擦补偿方法，通过设计Matlab／Simulink程序实现了基于摩擦模型的伺服系统摩擦补偿仿真，验证了辨识结果的有效性，也说明基于遗传算法的摩擦模型参数辨识方法是可行的。