摩擦补偿

摘要： 电液作动器因其集成度高、占用空间小,容易组成分布式集中控制系统,在航空航天与工程机械领域飞速发展,但是在低速运行工况下,由于摩擦力以及液压系统的非线性等因素,难以完成高精度轨迹跟踪工作甚至产生低速爬行。为此,从摩擦特性对电液作动器轨迹跟踪精度的影响出发,提出一种前馈补偿+ESO的控制策略,引入LuGre动态摩擦力中的鬃毛平均变形量,建立精确伺服系统状态空间方程,在Simulink平台上搭建摩擦力模型和泵控非对称缸模型,采用正弦位置指令对该解决方案的轨迹跟踪精度进行了仿真验证。结果表明:前馈补偿+ESO的控制策略跟踪误差仅为常规PID控制的1/4,跟踪精度达到0.2 mm。

摘要： 与串联机器人相比,六自由度平台具有刚度高、承载能力大等优点,更适合于大型工件的装配。当机器人处于对接和装配状态时,机器人末端受到来自外部环境的力和力矩作用,对机器人的柔顺控制是执行任务的基础。提出了一种基于摩擦补偿的动力学前馈柔顺控制方法,首先建立Stewart平台的动力学模型,利用库仑摩擦模型和黏性摩擦模型对伺服电动缸的摩擦力进行估计,推导出包含摩擦力矩的运动学模型。设计了一种动力学前馈柔顺控制方法,无需在关节末端安装力传感器,平台受到外力时会顺应外力作用移动。最后实验结果表明,所提出的方法是一种经济、有效、可靠的方法,可以实现六自由度平台的柔顺控制。

摘要： 非线性的摩擦会使电动静液作动器产生严重的谐振问题,为此,在对电动静液作动器进行双惯性系统建模的基础上,提出了一种电动静液作动器的谐振比控制方法。首先,分析了电动静液作动器的工作原理,并通过采用由一个低刚度轴连接的两个高刚度惯性体,对电动静液作动器进行了双惯性系统建模;然后,通过采用反馈调制器对作动器静摩擦进行了补偿,并在参数辨识的基础上设计了一种包含反馈控制器和干扰观测器的谐振比控制方法,有效抑制了作动器的振动;最后,在单连杆机械臂实验装置上进行了频率响应和位置响应测试。研究结果表明:电动静液作动器频率响应曲线中观测到的双谐振现象验证了双惯性系统建模的可行性;相比于其他两种常规的比例积分控制方法,该谐振比控制方法的最大超调量仅为0.035 rad,平均响应误差仅为0.005 rad,具有更高精度的位置响应控制性能,在液压传动研究领域中具有较好的参考价值和应用前景。

摘要： 高精度伺服电机双闭环转速控制系统中,转速控制器仅采用PI控制时,受系统摩擦力矩干扰,易出现爬行、抖动、顿挫等现象。针对该问题,本文对伺服电机转速控制系统模型进行分析,引入LuGre模型摩擦补偿,并对摩擦模型的动静态参数进行辨识,构成基于LuGre模型补偿的复合转速控制器。仿真结果表明,该复合控制器可有效抑制系统摩擦干扰,提升转速控制的响应速度和稳定精度,提高转速过零点的平滑度。

摘要： 采用LuGre摩擦模型的前馈补偿可抑制非线性摩擦力的影响,提高伺服系统的低速性能。但LuGre摩擦模型高度非线性,动态参数难以准确获取,降低了摩擦补偿的效果。提出一种基于改进细菌觅食算法的LuGre摩擦模型参数辨识方法,引入自适应步长方法以提高动态参数的辨识精度和收敛速度。在MATLAB中实现了该算法,进行了参数辨识,证明该参数辨识方法能获得较高的辨识精度。在MATLAB/Simulink中搭建了伺服电机仿真模型,使用辨识结果进行了摩擦补偿效果验证,仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要： 首先介绍了机器人系统中摩擦产生的原因和其动态、静态特性和对机器人运行性能的影响,如"低速爬行"和"平顶"现象.然后介绍在润滑状态下,摩擦的四个演变阶段,描述目前常用的摩擦模型,并对静、动摩擦模型进行比较,重点是说明Stribeck效应和Stribeck摩擦模型.最后基于美国Math Works公司出品的商业数学软件MATLAB,采用遗传算法对Stribeck摩擦模型的8个相关参数进行辨识,结果表明实际参数值与辨识值误差较小,辨识较为理想,为下一步的摩擦补偿做好理论准备.

摘要： 在高精度伺服电机双闭环转速控制系统中,转速控制器仅采用PI控制时,受系统摩擦力矩干扰,易出现爬行、抖动、顿挫等现象.针对该问题,对伺服电机转速控制系统模型进行了分析,引入LuGre模型摩擦补偿,并对摩擦模型的动静态参数进行辨识,构成基于LuGre模型补偿的复合转速控制器.仿真结果表明,该复合控制器可有效抑制系统摩擦干扰,提升转速控制的响应速度、稳定精度及转速过零点的平滑度.

摘要： 针对机器人系统中存在关节摩擦的问题,提出一种基于终端滑模观测器和摩擦状态观测器的双观测器自适应摩擦补偿反演控制方案:为避免速度测量带来的噪声影响,设计终端滑模观测器对机器人的速度进行估计;考虑到摩擦力无法直接获取,采用连续LuGre摩擦模型,设计摩擦状态观测器和摩擦参数自适应律,得到摩擦的估计值;结合摩擦估计值设计反演控制器,使机器人在受到关节摩擦影响的情况下能有效跟踪期望位置轨迹.最后通过Lyapunov函数证明闭环系统的稳定性以及机器人轨迹跟踪误差的收敛性,并通过MATLAB仿真验证该控制方案的有效性.仿真结果表明,该控制方法能有效抑制关节摩擦对机器人轨迹跟踪的影响,提高了系统的位置跟踪精度.

摘要： 针对滚珠丝杆全闭环伺服系统中的非线性因素影响动态精度的问题,设计了一种混合控制策略.首先,针对系统中的摩擦因素,采用了基于LuGre模型的前馈摩擦补偿;然后,为提高摩擦参数辨识精度,提出了一种改进的混沌粒子群算法,该算法将粒子群的收敛过程分成3个阶段,分别采用大惯性权重、变惯性权重与混沌寻优、小惯性权重的搜索方式,逐步提升收敛精度,避免陷入局部最优解;最后,针对系统中的间隙因素,设计了基于反向运动监测的速度补偿策略,提升了有间隙系统反向运动的动态特性.研究结果表明:相比于常规粒子群算法,改进的混沌粒子群算法使参数辨识的绝对误差平均下降42.6％;基于给定实验平台下的实验结果表明:采用LuGre摩擦补偿和反向速度补偿的混合控制策略可以缩短速度跟随误差50％以上,减少了系统反向运动时的位置误差,提升了整体位置跟踪精度,满足了数控系统的动态特性要求.

摘要： 关节摩擦力是影响工业机器人的运动平稳、碰撞检测的灵敏性及拖拽示教的平滑性的关键因素,如何确定摩擦力的大小是工业机器人的控制难点.针对工业机器人摩擦力的计算和补偿问题,本文在传统鲁棒自适应方法的基础上引入权重因子,实现一种基于角色切换的摩擦补偿,进而提出了两种有效的自适应摩擦补偿方法,并证明了其在控制器应用中的稳定性,最后在连杆系统中用仿真的方法验证了两种补偿方法的有效性,并比较了它们的优缺点.

摘要： 提出基于Lugre模型的摩擦接触模型,以综合考虑定转子接触界面的非线性因素而提高模型的真实拟合度,给予超声电机接触特性的摩擦补偿,以期提高超声电机的理论模型精度.通过Simulink模块化建立一种摩擦补偿模型,在此基础上采用数值方法分析了负载转矩下转子理论输出转速、界面粒子速度差和预滑移等参数的变化特征,从微观摩擦机理对其进行了阐述.数值分析结果表明,该模型合理,以期进一步优化而用来分析超声波电机的接触特性和驱动性能,为电机能量转换理论的分析及其改进提供参考.

摘要： 针对伺服系统中广泛存在的摩擦力矩，研究了摩擦补偿方法。以飞行仿真转台系统为对象，建立了转台系统的数学模型，在模型中不对摩擦特性建模，而将摩擦力矩视为系统的不确定性。应用高增益观测器对速度信号进行估计用于实际的反馈，同时，扩展观测器的状态，对摩擦力矩进行实时估计，用于速度环的摩擦力矩补偿。针对扩展观测器，证明了观测误差的收敛性，并针对速度环分析了跟踪性能。最后，进行了数学仿真验证，仿真结果验证了方法的有效性。

摘要： 卷取机是冷轧连续退火线的重要设备,对卷取张力控制的好坏直接影响着成品的质量.本文论述了冷轧连续退火线卷取机张力控制的原理及控制方法,给出了卷径计算方法、卷取张力实际值计算方法、卷取机摩擦补偿实验方法、转动惯量计算方法、卷取速度设定、卷取转矩设定和卷取张力设定方法.在现场的实际控制中得到了很好的应用.

摘要： 本文首先针对位置伺服系统低速运行时存在的摩擦现象设计了摩擦补偿，其次针对系统中存在的其他外部干扰、内部参数等不确定性问题，提出基于干扰观测器（DOB）的滑模变结构控制器（SMVSC）。一方面干扰观测器可以补偿系统中的外部干扰及不确定性因素，同时降低滑模控制中的抖振现象；另一方面滑模变结构控制器可以抵消干扰观测器的干扰观测误差，从而满足系统跟踪性能的要求。仿真结果表明，基于干扰观测器的滑模变结构控制器，对外部干扰和参数不确定性有一定的鲁棒性，并且能够能达到良好的控制效果。

摘要： 本文首先建立四分之一车高调节系统的理论模型,深入研究了油缸内部的摩擦特性,提出了基于LUGRE摩擦模型的动态补偿控制方法。利用MATLAB/SIMULINK软件对其进行了仿真分析。结果表明,该控制方法能很好的提高车高调节系统的定位精度及速度跟踪响应能力,提高车辆高度调节的响应品质。

摘要： 针对转台位置跟踪系统中存在的非线性动态摩擦以及外部有界扰动，本文采用了一种自适应模糊H∞控制算法。该方同时具有自适应模糊摔制和H∞控制的优点：利用自适应模糊控制中模糊模型的万能逼近性及其本身具有的强鲁棒性对摩擦进行补偿;而结合H∞控制，又可对外部扰动进行有效的抑制。最后，通过对Lyapunov函数的证明和仿真结果表明，该方法能够保证闭环系统的全局稳定性和对期望位置信号的渐近跟踪，提高了系统的跟踪精度。

摘要： 基于滞环齿隙模型和集合摩擦模型,建立传动系统动力学变结构模型,仿真模拟系统运行特性。采用自适应变结构控制方法建立的滑动方程参数能够根据负载速度自适应修正,对系统齿隙、摩擦非线性因素进行补偿,仿真结果验证了该方法的可行性。

摘要： 针对高精度交流伺服系统中存在的非线性动态摩擦，提出一种基于LuGre摩擦模型的滑模自适应补偿控制方法，该方法利用滑模观测器解决了LuGre摩擦模型中状态变量未知且不可测的问题，在此基础上设计包含PD控制和自适应控制的控制器，给出参数的自适应律，利用Lyapunov方法证明了控制系统的全局渐进稳定性。仿真结果表明:基于滑模观测器的自适应补偿控制能实现对低速期望轨迹的跟踪，并能提高伺服系统的跟踪精度。

摘要： 针对高精度交流伺服系统中存在的非线性动态摩擦，提出一种基于LuGre摩擦模型的滑模自适应补偿控制方法，该方法利用滑模观测器解决了LuGre摩擦模型中状态变量未知且不可测的问题，在此基础上设计包含PD控制和自适应控制的控制器，给出参数的自适应律，利用Lyapunov方法证明了控制系统的全局渐进稳定性。仿真结果表明:基于滑模观测器的自适应补偿控制能实现对低速期望轨迹的跟踪，并能提高伺服系统的跟踪精度。

摘要： 针对高精度交流伺服系统中存在的非线性动态摩擦，提出一种基于LuGre摩擦模型的滑模自适应补偿控制方法，该方法利用滑模观测器解决了LuGre摩擦模型中状态变量未知且不可测的问题，在此基础上设计包含PD控制和自适应控制的控制器，给出参数的自适应律，利用Lyapunov方法证明了控制系统的全局渐进稳定性。仿真结果表明:基于滑模观测器的自适应补偿控制能实现对低速期望轨迹的跟踪，并能提高伺服系统的跟踪精度。

摘要： 本申请涉及机器人技术领域，公开一种用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法。该用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法包括：获得闭环控制系统中控制器的当前输出力/当前输出力矩，根据当前输出力/当前输出力矩对前一个摩擦力/摩擦力矩进行补偿，获得当前摩擦力/当前摩擦力矩，根据当前摩擦力/当前摩擦力矩对当前输出力/当前输出力矩进行补偿，获得力的控制值/力矩的控制值，按照力的控制值/力矩的控制值对执行机构进行控制。采用该用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法可更快地对摩擦力进行补偿。本申请还公开一种用于补偿摩擦力或摩擦力矩的装置和康复机器人。

摘要： 本发明公开了一种具有摩擦削减补偿的曳引机摩擦片，包括支撑柱和移动板，所述支撑柱的一侧安装有支撑杆，所述支撑杆的一端安装有支撑板，所述支撑板的正面和背面安装有组装板，所述支撑板的内侧安装有调节杆，所述调节杆的一端安装有压力传感器，所述压力传感器的一侧安装有移动板。本发明通过安装有摩擦环和减速摩擦片，由支撑环对外侧的摩擦环支撑，摩擦环与弧形摩擦片产生摩擦，同时减速摩擦片位于环形摩擦片的正面和背面，通过多角度施力，增加装置的摩擦力，保证装置可以正常运行。

摘要： 本申请涉及机器人技术领域，公开一种用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法。该用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法包括：获得闭环控制系统中控制器的当前输出力/当前输出力矩，根据当前输出力/当前输出力矩对前一个摩擦力/摩擦力矩进行补偿，获得当前摩擦力/当前摩擦力矩，根据当前摩擦力/当前摩擦力矩对当前输出力/当前输出力矩进行补偿，获得力的控制值/力矩的控制值，按照力的控制值/力矩的控制值对执行机构进行控制。采用该用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法可更快地对摩擦力进行补偿。本申请还公开一种用于补偿摩擦力或摩擦力矩的装置和康复机器人。

摘要： 提供了自动补偿磨损量的摩擦离合器及摩擦离合器总成。离合器包括磨损调节装置，磨损调节装置包括：控制装置、扭转装置和斜面环；扭转装置包括螺纹轴和轴螺母，螺纹轴可转动地安装到压盘；斜面环能绕离合器的轴向转动地设置于压盘与杠杆系统之间；轴螺母与斜面环相连；控制装置固定安装于压盘，控制装置的至少部分表面与杠杆系统接触。本发明提供了一种不需要改变离合器盖的形状、结构和尺寸的自动补偿磨损量的离合器，其尤其可以是拉式离合器。

摘要： 公开了对MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法的发明。本发明的MDPS摩擦补偿逻辑的特征在于，包括：信号处理部，对从转向柱扭矩信号接收的转向柱扭矩信号，只提取限定范围的信号；摩擦补偿符号计算部，积分在所述信号处理部提取的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿符号，将所述积分的值限定为设定值并进行计算；及摩擦补偿扭矩计算部，在通过所述摩擦补偿符号计算部计算的值，反映摩擦补偿量，计算摩擦补偿扭矩。

摘要： 本发明公开了一种基于LuGre摩擦模型伺服机械手摩擦补偿控制系统及方法，通过设置第一加法运算器、第二加法运算器、计算转矩控制器、RBF神经网络运算器、第三加法运算器及基于LuGre摩擦模型的伺服机械手结构；利用RBF神经网络运算器采用RBF神经网络进行逼近基于LuGre摩擦模型的伺服机械手结构的摩擦不确定项，并与计算转矩控制器结合，以计算转矩控制为基础，通过神经网络对摩擦进行学习和逼近，从而有效补偿摩擦的影响，提高机械手结构跟踪控制精度。本发明的RBF神经网络运算器通过强大的学习和适应能力，能够对机械手结构的摩擦进行动态补偿，从而提高控制性能，能够克服现有的伺服机械手结构摩擦补偿方法的补偿效果差、跟踪误差大的缺点。

摘要： 本发明公开机器人关节摩擦力补偿调节方法、机器人摩擦力补偿方法，涉及工业机器人技术领域，所述机器人关节摩擦力补偿调节方法建立基于滞环模型的摩擦力补偿系数调节模块，通过补偿系数调节模块来调节摩擦力矩补偿程度，所述补偿系数调节模块得到当前速度下设计的补偿系数k，所述补偿系数k为摩擦力补偿比例。通过本发明能实现机器人关节的摩擦力补偿，提高关节电机的动态响应，提高机器人关节的定位精度、轨迹精度以及平顺性，还能有效避免现有摩擦力补偿方法中死区设置带来的抖动和跳变问题，使关节摩擦补偿平滑柔顺。

摘要： 本发明的摩擦补偿装置(10)具有：驱动扭矩运算部(13)，其根据电动机的位置、速度及加速度，对经由轴与电动机连接而传递电动机的驱动力的传递机构的输出扭矩进行运算；以及摩擦推定值运算部(14)，其对轴的摩擦力的推定值即摩擦推定值进行运算。摩擦推定值运算部(14)具有摩擦校正值运算部(24)，其与驱动扭矩运算部(13)的输出相应地对校正轴的摩擦力的摩擦校正值进行运算。

摘要： 本发明公开了对MDPS摩擦补偿逻辑及利用其的摩擦补偿方法的发明。本发明的MDPS摩擦补偿逻辑的特征在于，包括：信号处理部，对从转向柱扭矩信号接收的转向柱扭矩信号，只提取限定范围的信号；摩擦补偿符号计算部，积分在所述信号处理部提取的转向柱扭矩信号，决定摩擦补偿符号，将所述积分的值限定为设定值并进行计算；及摩擦补偿扭矩计算部，在通过所述摩擦补偿符号计算部计算的值，反映摩擦补偿量，计算摩擦补偿扭矩。

摘要： 本发明涉及一种数控机床系统非对称动态摩擦的自适应前馈摩擦补偿方法，首先通过最小二乘辨识方法来获取系统各轴的进摩擦模型；然后采用反正切基函数对静摩擦模型双侧分别进行拟合，而后建立非对称的动摩擦模型；接着将基于建立的非对称动摩擦模型建立自适应前馈补偿控制器，输入为各个轴的指令速度和指令加速度，输出为各个轴的前馈摩擦补偿分量；最后建立鲁棒控制分量，并将各个轴的前馈摩擦补偿分量和鲁棒控制分量直接相加，得到总的控制信号来控制各个驱动轴。本发明实现了对具有非对称摩擦系统的动摩擦模型的建立，从而更具有普遍性和通用性，并通过建立自适应前馈摩擦补偿器进行摩擦补偿。