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          伺服轉臺LuGre模型的一體化測量方法

          發布日期:2017-05-10 作者: 點擊:

          伺服轉臺LuGre模型摩擦參數及轉動慣量的一體化測量方法:獲取轉臺驅動電機輸入端等效電容C,電感L,輸入電阻R,電機反電勢系數Kb,力矩系數Cm;控制轉臺做勻速轉動,測量角速度、電流的變化曲線,求出轉臺庫倫力矩MC和粘滯摩擦系數σ2;測量轉臺驅動電機輸入開路、僅有摩擦作用下自由減速過程的角速度變化曲線ω0(t);以LuGre模型的動力參數和轉臺轉動慣量為輸入變量,以時間t為自變量構造自由減速擬合曲線ω([ωs,Ms,σ0,σ1,J],t);設置評價準則,利用優化算法使ω([ωs,Ms,σ0,σ1,J],t)逼近ω0(t),從而辨識出擬合曲線的輸入參數。

          伺服轉臺LuGre模型摩擦參數及轉動慣量的一體化測量方法,其特征在于步驟如下:

          (1)獲取轉臺驅動電機輸入端等效電容C、電感L、輸入電阻R、電機反電勢系數Kb和力矩系數Cm;

          (2)控制轉臺做勻速轉動,測量轉臺角速度、電流的變化曲線,根據電機力矩平衡公式Cm·ia=MC+σ2·ω求出庫倫力矩Mc和粘滯摩擦系數σ2,式中,ia為轉臺驅動電機的電樞電流,ω為轉臺驅動電機的角速度;

          (3)測量轉臺驅動電機輸入端開路、僅有摩擦作用下自由減速過程的角速度變化曲線其中ts為角速度衰減到0的調節時間;

          (4)以LuGre模型的動力參數stribeck角速度ωs、最大靜摩擦力Ms、鬃毛剛度σ0、微觀阻尼系數σ1和轉臺轉動慣量J為輸入變量,以時間t為自變量構造自由減速擬合曲線具體構造方法如下:(a)利用電機電樞回路電壓平衡方程:通過連續系統離散化方法得到轉臺驅動電機的電樞電流ia遞推公式:ia(k)=b1·i(k-1)+…+bn·i(k-n)+a1·ω(k-1)+…+am·ω(k-m);ia(k)=b1·i(k-1)+…+bn·i(k-n)+a1·ω(k-1)+…+am·ω(k-m);式中{ω(k-1),ω(k-2),...,ω(k-m)}為離散表達式輸入信號序列,m為離散表達式中輸入信號最高階項階次,{ia(k),...,ia(k-n)}為輸出信號序列,n為輸出信號最高階階次,b1,...,bn,a1,...,am為各階系數;(c)利用LuGre模型表達式。

          這種伺服轉臺測量方法不需安裝力矩傳感器,不破壞轉臺的整體性;在測量過程中只需要驅動電流、轉臺角速度等信息,實現方便,且能夠準確地描述摩擦過程的復雜的動態、靜態特性,便于對轉臺進行高精度控制。


          相關標簽:轉臺

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