發(fā)布時(shí)間：2021-09-23 05:56

　　為克服3-UPS/PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)摩擦力突變現(xiàn)象帶來(lái)的跟蹤畸變問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種模糊自適應(yīng)滑模控制方法。首先在機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)工作空間內(nèi)建立該機(jī)構(gòu)的整體動(dòng)力學(xué)模型。針對(duì)切換型滑模控制驅(qū)動(dòng)力抖振以及自適應(yīng)滑�？刂疲ˋSMC）對(duì)摩擦突變較敏感的不足,提出一種模糊自適應(yīng)滑�？刂疲‵ASMC）方法,該方法以自適應(yīng)理論為基礎(chǔ),可以在線估計(jì)包括摩擦在內(nèi)的系統(tǒng)模型不確定項(xiàng),自適應(yīng)增益通過(guò)模糊邏輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)調(diào)整,相比ASMC可以更準(zhǔn)確地逼近摩擦的變化情況,從而更有效地抑制摩擦力突變影響,增強(qiáng)了系統(tǒng)魯棒性。由于無(wú)需依賴具體的摩擦模型以及簡(jiǎn)單的控制結(jié)構(gòu),FASMC適用于并聯(lián)機(jī)構(gòu)這類復(fù)雜不確定系統(tǒng)。仿真結(jié)果顯示,所采取的控制方法能有效估計(jì)并克服機(jī)構(gòu)摩擦干擾,提高了機(jī)構(gòu)的控制精度,而且驅(qū)動(dòng)力沒(méi)有出現(xiàn)抖振現(xiàn)象。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)機(jī)械工程. 2017,28(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

圖２ＳＭＣ驅(qū)動(dòng)力曲線（ｃ）驅(qū)動(dòng)桿３的驅(qū)動(dòng)力

應(yīng)增益取得過(guò)大會(huì)造成控制輸入飽和，因此這里的增益大小取為適中且固定。驅(qū)動(dòng)力的仿真計(jì)算結(jié)果如圖３所示，ＡＳＭＣ可以有效克服常規(guī)滑�？刂乞�(qū)動(dòng)力抖振的問(wèn)題，說(shuō)明該控制方法具有可行性�？紤]到動(dòng)平臺(tái)ｈ方向的運(yùn)動(dòng)受到各移動(dòng)副摩擦力突變的影響較大，此處就以ｈ位移的控制誤差曲線為例來(lái)說(shuō)明控制效果。如圖４所示，當(dāng)摩擦不發(fā)生突變時(shí)，控制誤差可以穩(wěn)定在零附近；但是當(dāng)摩擦力一旦突變，控制誤差會(huì)顯著增大，說(shuō)明ＡＳＭＣ對(duì)機(jī)構(gòu)的摩擦突變比較敏感，很難有效地抑制摩擦對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的影響。圖３ＡＳＭＣ驅(qū)動(dòng)力曲線Ｆｉｇ．３ＣｕｒｖｅｏｆｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅｗｉｔｈＡＳＭＣ圖４ＡＳＭＣ位移ｈ的跟蹤誤差Ｆｉｇ．４ＴｒａｃｋｉｎｇｅｒｒｏｒｉｎｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈＡＳＭＣ３．５模糊自適應(yīng)滑�？刂谱赃m應(yīng)滑�？刂坡墒剑ǎ玻常┲詿o(wú)法有效地抑制摩擦，是因?yàn)楫?dāng)摩擦突變時(shí)模型不確定項(xiàng)ｄ也發(fā)生突變，即ｄ隨時(shí)間的微分ｄ·在理論上會(huì)趨向無(wú)窮大，這時(shí)應(yīng)當(dāng)增大自適應(yīng)增益Λ以確保能更準(zhǔn)確地估計(jì)ｄ，而控制律式（２４）中的自適應(yīng)增益卻是固定不變的，因此無(wú)法有效抑制摩擦帶來(lái)的影響。從以上分析得出增益Λ需要根據(jù)ｄ·的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整從而獲得更好的控制效果，具體的調(diào)整規(guī)律可以從大量的仿真實(shí)驗(yàn)所積累的控制經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)得到�？紤]到模糊控制是基于專家、操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的，本文以模糊邏輯系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)增益Λ的動(dòng)態(tài)調(diào)整�；Ｃ娴拇笮〖捌渥兓闆r反映了摩擦及負(fù)載擾動(dòng)情況，所以將滑模面作為選擇自適應(yīng)增益的參考。對(duì)Λ的每個(gè)分量Λｉ分別建立模糊系統(tǒng)，以ｓｉ和ｓ·ｉ作為

圖３所示，ＡＳＭＣ可以有效克服常規(guī)滑�？刂乞�(qū)動(dòng)力抖振的問(wèn)題，說(shuō)明該控制方法具有可行性�？紤]到動(dòng)平臺(tái)ｈ方向的運(yùn)動(dòng)受到各移動(dòng)副摩擦力突變的影響較大，此處就以ｈ位移的控制誤差曲線為例來(lái)說(shuō)明控制效果。如圖４所示，當(dāng)摩擦不發(fā)生突變時(shí)，控制誤差可以穩(wěn)定在零附近；但是當(dāng)摩擦力一旦突變，控制誤差會(huì)顯著增大，說(shuō)明ＡＳＭＣ對(duì)機(jī)構(gòu)的摩擦突變比較敏感，很難有效地抑制摩擦對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的影響。圖３ＡＳＭＣ驅(qū)動(dòng)力曲線Ｆｉｇ．３ＣｕｒｖｅｏｆｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅｗｉｔｈＡＳＭＣ圖４ＡＳＭＣ位移ｈ的跟蹤誤差Ｆｉｇ．４ＴｒａｃｋｉｎｇｅｒｒｏｒｉｎｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈＡＳＭＣ３．５模糊自適應(yīng)滑�？刂谱赃m應(yīng)滑�？刂坡墒剑ǎ玻常┲詿o(wú)法有效地抑制摩擦，是因?yàn)楫?dāng)摩擦突變時(shí)模型不確定項(xiàng)ｄ也發(fā)生突變，即ｄ隨時(shí)間的微分ｄ·在理論上會(huì)趨向無(wú)窮大，這時(shí)應(yīng)當(dāng)增大自適應(yīng)增益Λ以確保能更準(zhǔn)確地估計(jì)ｄ，而控制律式（２４）中的自適應(yīng)增益卻是固定不變的，因此無(wú)法有效抑制摩擦帶來(lái)的影響。從以上分析得出增益Λ需要根據(jù)ｄ·的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整從而獲得更好的控制效果，具體的調(diào)整規(guī)律可以從大量的仿真實(shí)驗(yàn)所積累的控制經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)得到�？紤]到模糊控制是基于專家、操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的，本文以模糊邏輯系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)增益Λ的動(dòng)態(tài)調(diào)整�；Ｃ娴拇笮〖捌渥兓闆r反映了摩擦及負(fù)載擾動(dòng)情況，所以將滑模面作為選擇自適應(yīng)增益的參考。對(duì)Λ的每個(gè)分量Λｉ分別建立模糊系統(tǒng)，以ｓｉ和ｓ·ｉ作為模糊系統(tǒng)的輸入，輸出為Λｉ，表達(dá)式如下：Λｉ＝ｆｕｚｚｙ（ｓｉ，ｓ·ｉ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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