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《摩擦非线性环节的特性_建模与控制补偿综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、系统工程与电子技术第24卷第11期SystemsEngineeringandElectronicsVol124,No1112002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
2、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:AOverviewofCharacteristics,ModelingandCompensationofNonlinearFrictioninServoSystemsLIUQiang,ERLian2jie,LIUJin2kun(AutomaticControlDepartment,BeijingUniversityofAero
3、nauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Inthispaperthedynamicandstaticcharacteristicsofthenonlinearfrictionusuallyencounteredinmechanicalservosystemsarefirstdescribed,andsomefrictionmodelscommonlyusedatpresentareintroduced.Thedynamicandstaticperformances
4、oftheservosystemsinthepresenceofnonlinearfrictionarediscussedandthelimitcycleresponseandstatic2slipphenomenainducedbynonlinearfrictionarestudied.Thencontributionsfromfrictioncompensationmethodaresurveyed,andtheresearchresultsontra2ditionalfrictioncompensationmethoda
5、ndfrictioncompensationmethodbasedonintelligentcontroltheoryareintroduced.Finallyanoutlookofthefutureresearchispresented.Keywords:Friction;Frictionmodeling;Frictioncompensation;Identification;Control擦学发展水平的限制,研究进展不大。进入20世纪80年代1引言以后,这一领域的研究呈明显增长的趋势,许多新的摩擦模摩擦是一种复杂的、非线性
6、的、具有不确定性的自然现型和补偿方法被相继提出,并成功地应用到机械伺服系统的象,摩擦学的研究结果表明,人类目前对于摩擦的物理过程控制中。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2摩擦的静态特性、动态特性及建模过程给出精确描述。在现实生活中,摩擦现象几乎无处不在,在有些情况下,摩擦环节是人们所期望的,如汽车的刹车2.1摩擦的动态过程及其特性系统,但对于机械伺服系统而言,摩擦环节却成为提高系统在机械伺服系统中,具有相对运动或相对运动趋势的两性能的障碍,使系统响应出现爬行、振荡或稳态误差。为了个接触面上会产生摩擦力,通过
7、对接触面的微观变化过程进[1]减轻机械伺服系统中摩擦环节带来的不良影响,人们在大量行分析,可以得到摩擦力变化的定性结果。接触面由相对[1]静止到相对运动经过4个阶段:接触面弹性形变阶段、边界的实践中总结出很多有效的方法,可概括为如下3类。(1)改变机械伺服系统的结构设计,减少传动环节。润滑阶段、部分液体润滑阶段及完全液体润滑阶段。在不同(2)选择更好的润滑剂,减小动摩擦和静摩擦之间的差值。的阶段中,接触面之间的相对运动速度是不同的,因此在稳(3)采用适当的控制补偿方法,对摩擦环节进行补偿。态时,摩擦力表现为相对速度的函数,通常
8、称这种稳态对应本文的讨论限制在第3类。虽然有关摩擦建模及补偿关系为Stribeck曲线,见图1。在第一阶段,虽然在接触面上方面的研究已有近百年的历史,但由于受当时控制理论和摩施加了外力,但接触面间无相对滑动,只是发生轻微的弹性收稿日期:2001-10-12修订日期:2002-
