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精密实验平台的非线性摩擦建模与补偿
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:0
  • 页码:1119-1127
  • 分类:TH703[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072
  • 相关基金:国防预研基金资助项目(No.9140A0902210TJW1401); 国家自然科学基金资助项目(No.50975206)
  • 相关项目:开放式伺服系统中摩擦建模与自适应补偿研究
中文摘要:

非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。

英文摘要:

Nonlinear friction is one of the main factors that effect both static and dynamic properties of high-precision mechanical servo systems.Considering the different friction characteristics of high-precision experimental platforms at different positions,a modified friction model based on the LuGre model is presented.By taking velocity and position signals as input variables,both static and dynamic parameters of the model are identified using the genetic algorithm.Based on the modified friction model,the experiments and simulations of the friction phenomenon and the friction feed-forward compensation are performed by a high-precision experimental platform and a corresponding simulation servo platform,respectively.Experiments show that the following error after compensation is 1/3 that of original one and the static error of system decreases from 1.4 μm to 0.4 μm with compensation,which is basically consistent with the simulation results without and with compensations.This modified friction model can describe accurately the friction characteristics of the experimental platform,and can be used in the feed-forward compensation to decrease following errors and improve the positioning accuracy for the system.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699