本文以研究室自主開發(fā)的板球系統(tǒng)實驗平臺BPVS-JLUⅠ為對象,對板球系統(tǒng)的摩擦非線性估計及補償控制算法進(jìn)行了研究。論文的研究得到2006年高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金項目（20060183006）的資助。本文首先在分析摩擦非線性因素機理的基礎(chǔ)上,結(jié)合板球系統(tǒng)中小球在平板上的運動特性,著重研究摩擦非線性對板球系統(tǒng)運動性能的影響。然后提出了一種基于擴展卡爾曼狀態(tài)觀測器的方案,對系統(tǒng)中的摩擦力狀態(tài)值進(jìn)行在線估計。通過對估計后的系統(tǒng)摩擦力進(jìn)行分析,得出與系統(tǒng)摩擦力有關(guān)的影響因素,推導(dǎo)出摩擦力的數(shù)學(xué)模型。針對模型中的未知參數(shù),采用最小二乘辨識的方法對其進(jìn)行離線辨識。最后,通過設(shè)計的摩擦補償控制器對系統(tǒng)中的摩擦力進(jìn)行補償。 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

德國卡爾斯魯厄(Karlsruhe)夫瑯和費學(xué)院(FraunhoferInstitute)

圖 1.3 小球在給定軌跡運動時的摩擦力估計值此外擴展卡爾曼濾波器還在水利和汽車輪胎力方面有廣泛的應(yīng)[15][16]介紹了一種基于卡爾曼濾波器估計未知參數(shù)的水道摩方法，它提高了洪水預(yù)報的精度水平。文中指出了這種方法需程的不穩(wěn)定的情況下才有效，而且系統(tǒng)的狀態(tài)變化得越快，這有效。實驗驗證了方法的魯棒性。文獻(xiàn)[17][18]介紹了觀測器輪胎路面磨擦狀況估計中的應(yīng)用。輪胎故障是造成交通事故的之一，但目前大多數(shù)輪胎故障檢測方法由于需要使用各種復(fù)雜，因此制造代價高昂且不可靠。為此，設(shè)計一種基于卡爾曼的狀態(tài)觀測器，僅僅使用汽車驅(qū)動力和輪胎轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)就能跟蹤估面摩擦系數(shù)的變化。.2 摩擦非線性補償目前對于摩擦非線性補償?shù)难芯�，主要分為兩種。一種是基于

清華大學(xué)[34]針對板球系統(tǒng)設(shè)計一種 PD 型模糊控制器。當(dāng)小球運動時，由于摩擦力影響小，因此采用 PD 型模糊控制器。當(dāng)小球運動在平衡點附近時，由于靜摩擦力對小球運動影響較大，因此采用抖動信號進(jìn)行控制。這種方法實現(xiàn)了對靜摩擦力產(chǎn)生的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的補償。德國卡爾斯魯厄(Karlsruhe)夫瑯和費學(xué)院(FraunhoferInstitute)[13][14]在多傳感器機器人上進(jìn)行板球系統(tǒng)實驗，通過設(shè)計的卡爾曼觀測器對板與球之間的摩擦力進(jìn)行狀態(tài)估計，最后將估計出的摩擦力加到控制變量中，補償系統(tǒng)中存在的摩擦，實現(xiàn)了摩擦補償。系統(tǒng)的控制方案結(jié)構(gòu)圖如圖 1.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3342424