本文關(guān)鍵詞：螺旋銑偏心控制系統(tǒng)摩擦補(bǔ)償研究

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【摘要】：螺旋銑孔技術(shù)在加工航空難加工材料時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于航空制造領(lǐng)域。浙江大學(xué)飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)首次設(shè)計(jì)出中空式直驅(qū)電機(jī)配合偏心套筒結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)加工孔徑自動(dòng)調(diào)整的新型螺旋銑孔設(shè)備。然而偏心套筒間直接依靠摩擦傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)極大影響偏心軸的高精度定位和低速性能。本文以螺旋銑偏心軸為研究對(duì)象,針對(duì)偏心套筒間的非線性摩擦力,開展自適應(yīng)摩擦補(bǔ)償方法的仿真和應(yīng)用研究。具體研究?jī)?nèi)容如下：第一章緒論。介紹論文研究背景,綜述摩擦模型和摩擦補(bǔ)償方法研究發(fā)展現(xiàn)狀,并給出論文主要研究?jī)?nèi)容。第二章針對(duì)螺旋銑孔技術(shù),從工作原理、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)三個(gè)方面詳細(xì)描述螺旋銑末端執(zhí)行器的系統(tǒng)構(gòu)成。針對(duì)其偏心軸控制系統(tǒng),對(duì)制孔孔徑自動(dòng)調(diào)節(jié)原理、相應(yīng)控制元器件以及系統(tǒng)控制難點(diǎn)進(jìn)行分析,最后建立該偏心軸控制系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。第三章分別采用摩擦參數(shù)一致性變化和非一致性變化的LuGre摩擦模型描述螺旋銑偏心軸控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器估計(jì)摩擦模型中不可測(cè)的內(nèi)部狀態(tài)變量,采用Backstepping方法設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制器,并利用Lyapunov方法證明系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后通過MATLAB仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)控制器的有效性。第四章以直驅(qū)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為對(duì)象進(jìn)行自適應(yīng)摩擦補(bǔ)償控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究。構(gòu)建直驅(qū)電機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái),進(jìn)行摩擦參數(shù)辨識(shí)和自適應(yīng)控制器相關(guān)參數(shù)優(yōu)化,并詳細(xì)研究在MechaWare環(huán)境下自適應(yīng)摩擦補(bǔ)償控制器的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)位置伺服和低速跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與PID控制相比,采用自適應(yīng)摩擦補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)位置伺服性能更好,在0.1°/s的低速跟蹤實(shí)驗(yàn)中,系統(tǒng)最大跟蹤誤差由0.03°降低到0.01°以下。第五章總結(jié)本文的研究工作,并對(duì)可進(jìn)一步研究的內(nèi)容進(jìn)行展望。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V261

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本文編號(hào)：1188734