基于支持向量机的摩擦建模与补偿.pdf

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于支持向量机的摩擦建模与补偿姓名：张波申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：黄进20090801摘要伺服系统中由于摩擦等非线性引起的爬行，跟踪误差等现象严重阻碍系统性能的进一步提高。为了消除或减小摩擦给系统带来的危害，提高伺服系统的跟踪性能，本文研究了摩擦建模与补偿问题，主要内容如下；首先，综述了国内外在摩擦建模以及摩擦补偿方面的研究现状，并提出了基于支持向量机的摩擦建模与补偿。其次，介绍了一种改进的支持向量机(SVM)一最小二乘支持向量机(LS．SVM)，并利用LS．SVM对伺服系统中的摩擦建模

2、与补偿。最后，以典型机电位置伺服系统为研究对象，建立基于LS．SVM摩擦补偿的机电伺服系统模型。基于Lyapunuv稳定性理论，应用反步积分方法，设计了基于LS．SVM的反步控制器，保证了参数估计值的收敛性和全局的稳定性。并进行仿真，结果表明，与传统PID控制相比，上述方法能够有效地对摩擦进行补偿，从而减小了跟踪误差，增强了系统的鲁棒性。关键词：支持向量机伺服系统摩擦建模与补偿积分反步自适应控制AbstractFrictioncausedlowspeedcreepandtrackingerrorswhichpresentsinserv

3、osystemshasbecomeanimpedimenttoimprovetheirperformance．Inordertoeliminateorreducetheeffectoffriction,andincreasethesystemperformance，appropriatemethodsmustbecarriedout．Thisdissertationfocusesonthefollowingwork：frictionmodelingandcompensationathomeandFirstly,thepresentsi

4、tuationofabroadaresummarized．Frictionmodelingandcompensationusingsupportvectormachine(SVM)isputforward．Secondly,aimprovdSVM—theleastsquaressupportvectormachine(LS-SVM)isintroduced，andfrictionmodelingandcompensationbyLS-SVMinservosystems-mathematicmodelforatypicalmechani

5、calpositionservosystemwithFinally,africtionmodelbYLS．SVMisestablished．AbacksteppingcontrollawbyLS-SVMisderivedwithLyapunovstabilitytheorytoensureastringencyofparameterestimationandglobalstabilityofservosystemswithfriction．Simulationresultsshowthatsystemrobustnessandtack

6、ingaccuracyareimprovedwithproposedmethodthanthatwithtraditionalPIDcontr01．SVMservosystemsfrictionmodelingandcompensationcontroLintegral-backsteppingadaptive第一章绪论第一章绪论1．1课题来源与背景本课题来自于纵向基础研究项目，主要研究非线性的摩擦对系统造成的影响，其目的是通过对摩擦进行建模与补偿，减小或消除摩擦对伺服系统的影响，从而提高系统的低速平稳性、跟踪精度和鲁棒性。伺服系统是

7、应用领域非常广泛的一类系统，它是一种跟踪输入指令信号进行动作，获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。其作用在于使被控对象的运动复现输入量的变化规律，被控对象在输入信号作用下的运动特性可以通过系统的稳定性，精度以及响应的快速性来表示，对伺服系统的基本要求也表现在这些方面。现代科学技术的飞速发展，使得伺服系统在国际竞争中发挥着越来越重要的作用。随着竞争的激烈化，从大功率设备的拖动机构到电子设备的精密加工都对伺服系统提出了越来越高的性能要求【11。伺服系统的位置精度、速度精度和速度平稳性是设计的重要指标，对于高精度伺服系统，则要求具

8、有低速平稳性和高的跟踪精度，这些性能的实现由系统各个环节的特性所决定，它与机械结构因素有着密切的联系。伺服系统性能主要取决于系统的非线性因素。非线性因素给控制带来的影响越来越大，严重阻碍了系统性能的进一步提高。伺服系统中