文档名：EMA摩擦前馈补偿的模糊自抗扰控制方法研究
摘要：针对谐波减速器伺服传动系统中摩擦对位置跟踪精度的影响,提出非线性摩擦建模及前馈补偿的方法,并结合模糊自抗扰控制器提高系统的控制精度.首先,给出机电执行器中永磁同步电机的数学模型,构建了谐波减速器的动力学模型,推导了摩擦力矩和转矩电流的关系.通过小波+卡尔曼联合滤波的方式获取了不同转速下对应的转矩电流,采用3次高斯拟合的方式得到了转速与转矩电流的函数关系.然后,根据自抗扰控制与模糊控制原理制定模糊规则,设计了模糊自抗扰控制器;根据拟合的数学函数在模糊自抗扰控制器中加入前馈补偿,抑制谐波减速器中非线性摩擦,提高系统控制精度.最后,通过实验与PI控制方式进行比较,实验结果表明,使用摩擦前馈补偿的模糊自抗扰控制方法较PI控制方法,在空载状态、负载状态下位置跟踪误差的均方根值减少了约180、176.
Abstract：Aimingattheinfluenceofnonlinearfrictioncharacteristicsonpositiontrackingaccuracyinhar-monicdriveservodrivesystem,amethodofnonlinearfrictionmodelingandcompensationwasproposed,andthecontrolaccuracyofthesystemwasimprovedcombinedwithfuzzyactivedisturbancerejectioncon-trol(ADRC).Firstly,themathematicalmodelofpermanentmagnetsynchronousmotorinelectrome-chanicalactuatorwasgiven,thedynamicmodelofharmonicdrivewasconstructed,andtherelationshipbetweenfrictiontorqueandcontrolcurrentwasdeduced.Then,thecorrespondingtorquecurrentsatdif-ferentspeedswereobtainedbywaveletde-noisingandKalmanfilter,andthespeedtorquecurvewasob-tained.ThefunctionalrelationshipbetweenspeedandcontrolcurrentwasobtainedbycubicGaussianfit-ting.Then,accordingtotheprincipleofADRCandfuzzycontrol,thefuzzyruleswereformulatedandtheFuzzy-ADRCwasdesigned.Thirdly,accordingtothefittedfunction,feedforwardcompensationwasaddedtotheFuzzy-ADRCtosuppressthenonlinearfrictionintheharmonicdriveandimprovethecontrolaccuracyofthesystem.Finally,theexperimentalresultsshowthattherootmeansquarevalueofpositiontrackingerrorunderno-loadstateandloadstateisreducedbyabout180and176comparedwithPIcon-trolmethod.
作者：石照耀 张攀 林家春Author：SHIZhaoyao ZHANGPan LINJiachun
作者单位：北京工业大学精密测控技术与仪器工程技术研究中心,北京100124
刊名：电机与控制学报 ISTICEIPKU
Journal：ElectricMachinesandControl
年，卷(期)：2023, 27(12)
分类号：TM351
关键词：永磁同步电机 谐波减速器 自抗扰控制 非线性摩擦 前馈补偿 模糊控制 滤波
Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor harmonicdrive activedisturbancerejectioncontrol nonlinearfriction feedforwardcompensation fuzzycontrol wavefiltering
机标分类号：TP273TM351TH132.46
在线出版日期：2024年1月20日
基金项目：国家自然科学基金，北京市教委-北京市基金联合资助项目EMA摩擦前馈补偿的模糊自抗扰控制方法研究[
期刊论文] 电机与控制学报--2023, 27(12)石照耀 张攀 林家春针对谐波减速器伺服传动系统中摩擦对位置跟踪精度的影响,提出非线性摩擦建模及前馈补偿的方法,并结合模糊自抗扰控制器提高系统的控制精度.首先,给出机电执行器中永磁同步电机的数学模型,构建了谐波减速器的动力学模型...参考文献和引证文献
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