【摘要】：測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)作為測(cè)試慣性導(dǎo)航主要的試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備,對(duì)航空、航天工業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的地位,同時(shí)對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展也至關(guān)重要。測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的性能會(huì)影響到慣性導(dǎo)航設(shè)備的性能,因此絕對(duì)不容忽視。評(píng)價(jià)測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)性能的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)即為測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的低速平穩(wěn)性,本文主要研究與分析如何改善測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的低速平穩(wěn)性。影響測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)低速性能的因素眾多,如摩擦力矩、電機(jī)的波動(dòng)力矩、測(cè)量噪聲等。但當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)在低速運(yùn)行時(shí),摩擦力矩是影響測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)低速平穩(wěn)性的最主要因素。因此,從摩擦力矩方面入手,研究與分析摩擦力矩如何影響測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)低速性能,以及如何對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償控制,從而改善測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的低速平穩(wěn)性。通過閱讀大量的文獻(xiàn),對(duì)國(guó)內(nèi)外測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀、摩擦特性、摩擦模型的分類有了一定的了解,本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)為研究對(duì)象,主要針對(duì)三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的方位軸系進(jìn)行摩擦補(bǔ)償控制的分析與研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析了摩擦力矩、電機(jī)的波動(dòng)力矩、測(cè)量噪聲等是如何影響測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)低速平穩(wěn)性的,給出了評(píng)估測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)速率的方法,列舉了摩擦力矩的補(bǔ)償控制方法。(2)采用基于摩擦模型的補(bǔ)償控制方法對(duì)摩擦力矩進(jìn)行補(bǔ)償控制。選取LuGre摩擦模型,采用兩步辨識(shí)法來對(duì)LuGre摩擦模型進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)。首先,通過對(duì)三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的方位軸系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。采用遺傳粒子群算法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行Stribeck曲線擬合,辨識(shí)出LuGre摩擦模型的靜態(tài)參數(shù)。然后采用局部線性化法的近似估計(jì)法估計(jì)出LuGre摩擦模型的動(dòng)態(tài)參數(shù)。(3)對(duì)三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,最大程度上減輕三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的框架質(zhì)量,從而減小各軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,提高三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)低速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性。在辨識(shí)出精確的LuGre摩擦模型的基礎(chǔ)上,分別采用PID控制策略、基于固定參數(shù)的LuGre摩擦模型控制策略進(jìn)行仿真,在MATLAB/Simulink模塊中搭建仿真模型,比較兩種不同控制策略對(duì)摩擦力矩的控制效果。(4)對(duì)三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的方位軸系進(jìn)行低速控制實(shí)驗(yàn),首先列舉出幾組未進(jìn)行摩擦補(bǔ)償控制時(shí)的不同斜率下的斜坡響應(yīng)曲線,之后采用PID控制策略和基于固定參數(shù)的LuGre摩擦模型控制策略分別在三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)方位軸系的最低平穩(wěn)速度下進(jìn)行摩擦補(bǔ)償控制,比較三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)方位軸系在實(shí)際低速運(yùn)行時(shí)兩種控制策略的控制效果。實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果表明,基于固定參數(shù)的LuGre摩擦模型控制更好地解決了摩擦對(duì)三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)方位軸系低速性能的影響,也證明了本文設(shè)計(jì)的控制方法的有效性。
【圖文】：

兩接觸面之間很難形成潤(rùn)滑膜，，由固爬行現(xiàn)象與此階段有很大關(guān)系。階段：此階段相互接觸的物體表面局部處于面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度提高時(shí)，潤(rùn)滑膜逐漸加速度的增大而減小表現(xiàn)出負(fù)斜率特性即 S出。階段：隨著速度的一直增加，潤(rùn)滑膜全部形粘性摩擦力為主，與速度成正比。因此，

Dahl效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN96;S237

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本文編號(hào)：2668060