基于LuGre摩擦模型的伺服系统自适应鲁棒控制器
基于LuGre模型的摩擦力补偿的研究
[ Ab stract]
Th is paper presents a tra ff ic control system based on CEBUS. By the pow er lin e comm un ication w ith
spread spectrum techno lo gy, the system i m plem ents ∀ w ireless# m odern c ity traffic contro,l it is portab le, low pow er consu m pt io n , stab le and f lex ib le. [ Key word s] ( 上接第 733 页 ) 采用 PD 控制, 在速度过零点时 , 波形发生畸变, 速 度跟踪出现死区现象。而基于 LuG re模型的摩擦补 偿能有效地抑制系统非线性摩擦的影响 , 提高系统 的低速性能。
3 仿真
为了验证提出的基于 LuGre 模型的摩擦补偿的 效果, 使用上面提出的自适应控制规律, 对直流电机 系统进行了低速位置跟踪仿真。电机参数 a = - 10 , b= 5 , 摩擦参数 M c = 0 . 28 ,Ms= 0 . 34 , s= 0 . 01 , 0= 200 , 1=3 , 2= 0 . 03 , 采用图 2 结构, 给定位置信号 = 0 . 05si n ( 0 . 2 ! t ) 。选择位置控制器为 PD ( kp = d 50 , kd = 0 . 01 )控制时的速度输出, 如图 3 所示。
摩擦是伺服系统中不可回避的问 题。对 于 高 精度伺服跟 踪系统 , 摩擦 环节的 存在是 提高系 统 性能的 障碍。 摩擦 力 对于 系 统静 态 性能 的 影 响 表现为输出 响应有较大 静差或 稳态极 限环 震荡 , 对 系统 动态 性 能的 影响 表现 为低 速 时出 现爬 行 [ 1] ( 抖动 ) 现 象和 速 度 过零 时 的 波形 畸 变 现 象 。 摩擦严重影 响伺服系统 的低速 性能和 跟踪 精度。 因此 , 对摩擦进行补 偿就 是根据 摩擦的 形式和 性 质 , 利用各种控制方 法抑 制或者 消除摩 擦对系 统 性能的影响。 摩擦补偿的方法分为两大类: 不基于模型的补 偿和基于模型的补偿。不基于模型的 补偿方法有 高增益的 P I D 补偿、 迭代学习补偿、 高频振颤、 脉冲 补偿等 , 还有模糊控制和神经网络补偿。基于模型 的摩擦补偿 : 如果已知摩擦 模型, 便可 以在系统中 施加一个控制作用, 消除 摩擦对系统性 能的影响。 如果摩擦模型参数是通过离线整定的, 就成为固定 补偿。如果摩擦模型是通过在线辨识得到的 , 就成 为自适应摩擦补偿。基于模型的摩擦补偿 , 是摩擦 补偿的一个主要的研究方向。 LuGre 摩擦模型能比 较全面的描述摩擦力现象。
基于LuGre模型实现精密伺服转台摩擦参数辨识及补偿
基于LuGre模型实现精密伺服转台摩擦参数辨识及补偿于伟;马佳光;李锦英;肖靖【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2011(019)011【摘要】为降低摩擦对光学精密伺服转台速度跟踪精度的影响,提出了基于LuGre 模型的转台摩擦参数辨识和补偿方法.首先,分析转台在自由减速过程中的速度过零现象,采用遗传算法拟合减速曲线从而获得转台摩擦参数和转动惯量；然后,通过仿真实验验证辨识方法；最后,利用辨识得到的参数计算摩擦补偿并叠加到转台速度伺服系统.实际实验系统的数据更新率达1 kHz,已实现了速度-电流双闭环控制.实际拟合实验中,拟合与实测速度曲线的误差均方差为2.9×10-3 rad/s;速度跟踪实验中,对于幅值为0.032 4 rad/s,频率为0.5 Hz的给定正弦信号,摩擦补偿消除了波形失真,系统速度跟踪误差的均方差减少27％.实验表明,用该方法测量转台摩擦参数精确度高,基于辨识参数的摩擦补偿可提高光学伺服转台低速低频段的速度跟踪精度.【总页数】8页(P2736-2743)【作者】于伟;马佳光;李锦英;肖靖【作者单位】中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院光束控制重点实验室,四川成都610209;中国科学院研究生院,北京100039;徐州空军学院,江苏徐州221000;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院光束控制重点实验室,四川成都610209;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院光束控制重点实验室,四川成都610209;中国科学院研究生院,北京100039;徐州空军学院,江苏徐州221000【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.基于ACA的飞行仿真伺服系统LuGre摩擦参数辨识 [J], 段海滨;王道波;朱家强;黄向华2.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈斌3.基于LuGre模型的电液伺服系统摩擦力矩动态补偿 [J], 吴盛林;刘春芳4.基于改进遗传算法的LuGre摩擦模型参数辨识及补偿 [J], 李明;封航;李莹月5.基于LuGre模型的伺服系统摩擦补偿策略研究 [J], 叶超;崔宁豪;马正雷;林德银;王群京因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
摩擦非线性环节的特性_建模与控制补偿综述
第24卷第11期系统工程与电子技术Systems Engineering and E lectronicsV ol 124,N o 1112002收稿日期:2001-10-12 修订日期:2002-04-18基金项目:航空基础科学基金资助课题(00E51022)作者简介:刘强(1972-),男,博士研究生,主要研究方向为鲁棒控制,自适应控制与智能控制。
文章编号:10012506X (2002)1120045208摩擦非线性环节的特性、建模与控制补偿综述刘 强,尔联洁,刘金琨(北京航空航天大学自动控制系,北京100083)摘 要:首先介绍了机械伺服系统中摩擦非线性环节的动态、静态特性的研究成果和目前常用的几种摩擦模型,讨论了摩擦非线性环节对伺服系统的动态性能和静态性能的影响,以及摩擦非线性环节导致的极限环振荡、低速爬行等现象。
然后对有关摩擦补偿方法方面的研究成果进行了总结,介绍了传统的摩擦补偿方法和基于智能控制理论的摩擦补偿方法方面的研究成果。
最后,展望了该领域今后的发展方向。
关键词:摩擦;摩擦建模;摩擦补偿;辨识;控制中图分类号:TP273 文献标识码:AOverview of Characteristics ,Modeling and Compensation of N onlinearFriction in Servo SystemsLI U Qiang ,ER Lian 2jie ,LI U Jin 2kun(Automatic Control Department ,Beijing Univer sity o f Aeronautics and Astronautics ,Beijing 100083,China )Abstract :In this paper the dynamic and static characteristics of the n onlinear friction usually encountered in mechanical serv o systems are first described ,and s ome friction m odels comm only used at present are introduced.The dynamic and static per formances of the serv o systems in the presence of n onlinear friction are discussed and the limit cycle response and static 2slip phen omena induced by n onlinear friction are studied.Then contributions from friction com pensation meth od are surveyed ,and the research results on tra 2ditional friction com pensation meth od and friction com pensation meth od based on intelligent control theory are introduced.Finally an outlook of the future research is presented.K eyw ords :Friction ;Friction m odeling ;Friction com pensation ;Identification ;C ontrol1 引 言摩擦是一种复杂的、非线性的、具有不确定性的自然现象,摩擦学的研究结果表明,人类目前对于摩擦的物理过程的了解还只停留在定性认识阶段,无法通过数学方法对摩擦过程给出精确描述。
基于LuGre模型的有摩擦结构自适应主动振动控制
制器 （ Ａ 。采用 Ｌ Ｇ ｅ ＭＲ Ｃ） ｕ ｒ 动态模型描述系统摩擦力 ， 建立单 自由度有摩 擦结构 的动力 学模型 ； 以理想 的 Ｓｙ ｏｋ 构 ｋ ｈｏ 结
为参 考模 型 ， 使用双观测器估计摩擦状 态 ， 设计 了一 种模型参 考 自适 应主 动振动控 制器 ， 并通过 Ｌ ａｕｏ ｙｐ ｎｖ方法证 明整个 闭环 系统 具有 全局稳定性 ， 位移跟踪误差 和速度跟踪误差渐进收敛到零 。利用 Ｓｍ ｌ ｋ 行仿 真研究 ， ｉｕｉ 进 ｎ 仿真结果表 明， 该
ａ ｄａ ｎ ＭＲＡＣ ａ ｔ ｅ ｏ ｔｏｌ ｒ ｃ ｉ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｗａ ｄ ｓｇ ｅ ． Ｉ ｗａ ｓ ｗｎ ｖ ｓ ｅｉｎ ｄ ｔ ｓ ｈｏ ｗｉｈ ｙ ｐ ｎ ｖ ｔ Ｌ ａ ｕ ｏ ｍｅｈ ｄ ｈ ｔ ｈ ｃｏ ｅ —ｏ ｐ ｙ ｔ ｍ ｉ ｔ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ ｌ ｓ ｄ ｌｏ ｓ ｓｅ ｓ ａ ｙ ｔ ｔｃ ｌ ｔｂ ｅ， ａ ｄ ｏｈ ｈ ｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ｒ ｃ ｎｇ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ｈｅ ｅ ｏ ｉ ｔａ ｋ ｎ ｏ ｅ ｏ ｖ ｒ ｅ ｏ ｅ ｏ Ｔｈ ｓ ｍｐ ｏ ｉａ ｌ ｓａ ｌ ｙ ｎ ｂ ｔ ｔ ｅ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｔａ ｋｉ ｒｏ ｎ ｔ ｖ ｌｃ ｔ ｒ ｃ ｉ ｇ ｎ ｃ ｎ ｅ ｇ ｔ ｚ ｒ ． ｙ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗｅ ｈａ ｈ ｓｋ ｎ ｆｃ ｎｔｏｌ ｒｎｏ ｎ ｙ ｇ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｈｅｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｉｔｏ ａ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｈ ｉ ｌ ｔ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ｔｔ ｉ ｉ ｄ ｏ ｏ ｒ ｌ ｔｏ ｌ ｒ ａ ｌ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓｔ ｅ ｐｏ ｓ ｆｆ ｃｉ ｎ ｌｓｒ ｔ ｒ ｓｎｅ ｒｔ ｅ ｏ ｅ ｙ ｒ ｕ ｒ ｓ ｎａ ｃ ｅ ｕｅ ｃ ｅ ｏ ｎ ｅ ｆ ｑ ｎ ｙ，ｂ ｌｏ ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｅ ｓ ｓｅ Ｓｖ ｂ ａｉｎ ｉｏａ ｉｎ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｔｈ ｇ ｒｆｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｕｔａ ｓ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｙ ｔｍ’ ｉ ｒ ｔｏ ｓ ｌ ｔｏ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ａ ｉｈｅ ｑ ｅ ｃ ． ｒ Ｋｅ ｒ ｓ： ｆｉｔｏ ａ ｓｒ ｃｕ ｅ ； ｖ ｂ ａｉｎ ｓ ｌ ｔ ｎ； Ｌｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｃ ｉｎ ｌ ｔ ｔ ｒ ｓ ｕ ｉ ｒ ｔｏ ｉｏａ ｉ ｏ Ｇｒ ｍｏ ｅ ； Ｓ ｙ ｏ ｋ ｅｅ ｅ ｃ ｍｅ ｅ ； ｄ ｌｏ ｓ ｒ ｅ ； ｄｌ ｋ ｈ ｏ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｄｌ ｕａ— ｂ ｅ ｖ ｒ ａ ａ ｔｖ ｏ ｔｏｌｒ ｄ ｐ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｅ
基于自适应动态规划的机器人系统鲁棒控制
自适应动态规划算法概述
自适应动态规划是一种解决优化问题的机器学习方法，它结合了动态规划和强化学 习的思想，能够处理具有不确定性的动态环境中的优化问题。
在机器人系统中，自适应动态规划算法可用于实现鲁棒控制，以应对系统中的各种 不确定性和干扰。
自适应动态规划算法的主要特点是能够自适应地学习和优化系统的控制策略，从而 在复杂和动态的环境中实现良好的控制性能。
自适应动态规划算法的优化性能
相较于传统的控制方法，自适应动态规划算法具有更好的优化性能。
它能够处理具有不确定性的系统模型，并通过学习不断地优化控制策略 ，以提高系统的控制效果。
在机器人系统中，自适应动态规划算法可以有效地应对外部干扰、系统 参数变化以及传感器噪声等问题，实现更精确的控制和更高的稳定性。
基于自适应动态规划的机器 人系统鲁棒控制
2023-11-09
目录
• 引言 • 自适应动态规划算法 • 机器人系统建模与控制 • 实验验证与结果分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
背景
随着机器人技术的不断发展，机器人系统在生产、生活、科研等各个领域的应用越来越广泛。然而，由于实际应 用中存在的不确定性和干扰，机器人系统的控制性能受到严重制约。为了提高机器人系统的鲁棒性和适应性，基 于自适应动态规划的控制方法逐渐成为研究的热点。
控制器实现与优化
01
02
03
控制器实现
将设计的鲁棒控制器应用 于机器人系统，实现机器 人的实时控制。
控制性能评估
通过实验和仿真验证控制 器的性能，评估机器人在 不同场景下的运动表现和 稳定性。
控制器优化
根据实验和仿真结果，对 控制器进行优化和改进， 提高机器人的控制效果和 适应性。
基于修正LuGre模型的反步自适应摩擦补偿控制
基于修正LuGre模型的反步自适应摩擦补偿控制梁青;张剑;王永【期刊名称】《微特电机》【年(卷),期】2011(39)11【摘要】LuGre模型是一种常用的对伺服系统进行动态摩擦建模和补偿的模型.基于一种改进的LuGre模型,建立了伺服系统模型；利用反步自适应控制算法得到系统控制律,并构造Lyapunov函数证明了系统的稳定性；将控制结果方面与传统的前馈PID固定摩擦补偿算法进行比较.仿真结果表明该方法能有效降低摩擦因素的不利影响,且比传统的控制算法具有更高的跟踪精度.%LuGre model has been widely used in servo system for dynamic friction modeling and compensation. Model of servo system was built base on a modified LuGre model. Adaptive backstepping algorithm was used to get the control law, The closed-up system stability was proved according to Lyapunov theory. Compared with tradition feed-forward PID algorithm, the simulation results show that the proposed method can effectively reduce the adverse effect of the friction and improve the system tracking accuracy.【总页数】3页(P67-69)【作者】梁青;张剑;王永【作者单位】中国科学技术大学,安徽合肥230027;中国科学技术大学,安徽合肥230027;中国科学技术大学,安徽合肥230027【正文语种】中文【中图分类】TM383.4【相关文献】1.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈斌2.基于LuGre模型的液压缸摩擦力修正模型 [J], 王勇勤;张洋;罗远新;宋宗焘3.基于修正黏性摩擦LuGre模型的比例多路阀摩擦补偿 [J], 陈东宁;刘一丹;姚成玉;蒋栋林;王可勋4.修正黏性摩擦的LuGre模型的摩擦补偿 [J], 谭文斌;李醒飞;向红标;吴腾飞;张晨阳5.基于修正LuGre模型的自适应鲁棒控制在机电伺服系统中的应用 [J], 吴跃飞;马大为;姚建勇;乐贵高因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于 LuGre 摩擦模型的鱼雷舵机伺服控制系统自适应反演滑模控制
基于 LuGre 摩擦模型的鱼雷舵机伺服控制系统自适应反演滑
模控制
张梦;乔晓君;冯殿震
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2016(036)004
【摘要】为降低摩擦力矩对鱼雷舵机伺服控制系统控制精度的影响，提出了自适
应反演滑模控制方法。
首先，分析了伺服系统的原理，并应用 LuGre 模型对摩擦
力矩进行了建模。
然后，在此基础上，结合滑模控制和反演法，提出了自适应反演滑模控制（ABSM ）算法。
最后，将 ABSM 控制器与原有的 PID 控制器进行了仿真对比实验。
结果表明所设计的控制器增强了系统的鲁棒性，大幅提高了控制精度。
【总页数】4页(P54-57)
【作者】张梦;乔晓君;冯殿震
【作者单位】91439 部队大连 116041;91439 部队大连 116041;91439 部队大连 116041
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈
斌
2.基于LuGre模型的伺服转台自适应反演滑模控制 [J], 丛中旖
3.基于LuGre模型的反演自适应滑模ABS控制 [J], 于宏啸;段建民;刘丹
4.基于改进型LuGre模型的自适应滑模摩擦补偿方法 [J], 谭文斌;李醒飞;裘祖荣;向红标;张晨阳
5.基于改进LuGre摩擦模型的双旋弹丸固定舵翼滚转位置鲁棒自适应控制算法 [J], 殷婷婷; 贾方秀; 于纪言; 王晓鸣
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于修正LuGre模型的反步自适应摩擦补偿控制
触持电 棚 ２１第ｌ ｏ年 １ ｌ 期
… … … … … … … … … … … …
…
…
…
… … 一…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
＿ ＿… －
…
－ ＿… ＿
…
ｃ
／ ／
驱 笋 动
羁 甥 ，
… …
基 于 修 正 Ｌ Ｇ ｅ 型 的反 步 自适 应 摩 擦 补偿 控 制 ｕ ｒ模
若伺服系统除摩擦非线性因素之外不考虑其他 非 线 性 因 素 影 响 ， 伺 服 系 统 的 动 力 学 方 程 如 则
Hale Waihona Puke ０引 言 摩擦 是影响机 电伺服 系统性 能的主要 因素之 会 导致 系统 出现 稳 态误 差 、 滑运 动 和 极 限环 ， 粘
面 的相关 文献 较少 。
本文采用一种改进的 ＬＧ ｅ ｕ ｒ 模型…来同时描述
系统 在低 速和 高速 运 行 时所 受 到 的摩擦 力 矩 ， 用 采
一
ｐ ｖ ｈ ｙ ｔ ｍ ｒｃ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ． ｏ ｒ ｅ ｔｅ ｓ ｓｅ ｔａ ｋｎ ｃ ｕ ａ ｙ
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｍｏ ｉ ｅ ｕ ｅ ｍｏ ｅ ； ｄ ｐｉ ｅ ｂ ｃ ｓｅ ｐｎ ｏ ｔ ｌ ｆ ｃ ｉｎ ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｄｆ ｄ Ｌ Ｇｒ ｄ ｌ ａ ａ ｔ ａ ｋ ｔｐ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ；ｒ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ｉ ｖ ｏ ｉ ｏ ｏ
１系统建模
１ １伺服 系统 模型 ．
补偿方法是实际中较为可行的方法 。而如何准确地 建立动态摩擦模型是实现动态摩擦补偿 的关键。近 年来 ， 国内外学者在摩擦建模方面进行 了大量研究 ， 其 中 比较 著 名 的有 Ｄ ｈ 模 型 、 ｕ ｒ 型 、 ａｌ ｊ Ｌ Ｇｅ模 Ｊ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于LuGre摩擦模型的伺服系统自适应鲁棒控制器
郭健;季晶晶;杨帆;姚斌
【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】针对具有摩擦非线性、参数不确定性以及外界扰动的伺服系统，建立了基于LuGre摩擦模型的控制系统模型。
在此基础上，设计了自适应鲁棒控制器。
该控制器包括基于模型在线参数估计的自适应补偿、稳定反馈和鲁棒控制三部分。
分析了鲁棒控制部分的机理。
利用Lyapunov稳定性方法证明了该闭环控制器信号有界，且跟踪误差在任意要求的精度范围内。
仿真结果验证了该控制器的有效性。
%A control system model based on LuGre friction model is given for a servo system with friction nonlinearity,parameter uncertainty and disturbance. An adaptive robust controller(ARC)is developed based on the model. The proposed controller consists three parts:adaptive compensation based on parameter estimation online,stable
feedback,robust control analyzed in detail. It is proved that the signals of this closed-loop controller are bounded and the tracking error is within the desired precision by Lyapunov stability theory. Simulation results illustrate the effectiveness of the ARC.
【总页数】6页(P779-784)
【作者】郭健;季晶晶;杨帆;姚斌
【作者单位】南京理工大学自动化学院，江苏南京210094; 浙江大学流体动力与
机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027;南京理工大学自动化学院，江苏南
京210094;南京理工大学自动化学院，江苏南京210094;普渡大学机械工程学院，美国印第安纳州西拉法叶IN 47907
【正文语种】中文
【中图分类】TP13
【相关文献】
1.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈
斌
2.基于LuGre模型的电液伺服系统摩擦力矩动态补偿 [J], 吴盛林;刘春芳
3.基于LuGre模型的伺服系统摩擦补偿策略研究 [J], 叶超;崔宁豪;马正雷;林德银;王群京
4.基于改进LuGre摩擦模型的双旋弹丸固定舵翼滚转位置鲁棒自适应控制算法 [J], 殷婷婷; 贾方秀; 于纪言; 王晓鸣
5.基于修正LuGre模型的自适应鲁棒控制在机电伺服系统中的应用 [J], 吴跃飞;马大为;姚建勇;乐贵高
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。