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基于全闭环控制技术的滚珠丝杆伺服系统研究

作者：霍晓锐,赵现朝,石继超,等日期：2021-11-23/span> 浏览：1545 查看PDF文档

基于全闭环控制技术的滚珠丝杆

伺服系统研究*

霍晓锐,赵现朝*,石继超,黄孟杰

(上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240)

摘要:针对滚珠丝杆全闭环伺服系统中的非线性因素影响动态精度的问题,设计了一种混合控制策略。首先,针对系统中的摩擦因素,采用了基于LuGre模型的前馈摩擦补偿;然后,为提高摩擦参数辨识精度,提出了一种改进的混沌粒子群算法,该算法将粒子群的收敛过程分成3个阶段，分别采用大惯性权重、变惯性权重与混沌寻优、小惯性权重的搜索方式,逐步提升收敛精度,避免陷入局部最优解;最后,针对系统中的间隙因素,设计了基于反向运动监测的速度补偿策略,提升了有间隙系统反向运动的动态特性。研究结果表明:相比于常规粒子群算法,改进的混沌粒子群算法使参数辨识的绝对误差平均下降42.6％;基于给定实验平台下的实验结果表明:采用LuGre摩擦补偿和反向速度补偿的混合控制策略可以缩短速度跟随误差50％以上,减少了系统反向运动时的位置误差,提升了整体位置跟踪精度,满足了数控系统的动态特性要求。

关键词:全闭环控制;摩擦补偿;LuGre模型;间隙补偿;混沌粒子群

中图分类号:TH17;TG659;TP13文献标识码:A文章编号:1001-4551(2021)09-1124-08

霍晓锐,赵现朝,石继超,等.基于全闭环控制技术的滚珠丝杆伺服系统研究［J］.机电工程,2021,38(9):1124-1131.