[发明专利]一种基于切换系统理论的伺服转台摩擦补偿控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于切换系统理论的伺服转台摩擦补偿控制系统，其特征在于，包括：控制系统、调节系统、转台系统和摩擦估计系统；控制系统接收上位机信号和摩擦估计系统发送的信号并发送转速控制信号到调节系统；转台系统包括驱动器、伺服电机、传动装置、转台和测速装置；调节系统通过接收测速装置反馈的转速信号和控制系统发送的转速控制信号，实现对转速信号的调节；驱动器接收控制器发送的控制信号，然后发送相应的驱动信号给伺服电机，伺服电机通过传动装置带动转台转动，测速装置测得转台的转速反馈给调节系统和摩擦估计系统；摩擦估计系统以ElastoPlastic模型和Stribeck模型为切换模型，通过对转速信号的判断进入不同的模型进行摩擦力估计，并向控制系统反馈摩擦估计后的摩擦力大小；

所述切换模型通过对切换条件的判断进入不同的模型进行摩擦力估计，为系统的输出转速，为弹性刚鬃的估计值与最大值的比值；当转台状态满足转台转速位于转速ε₁和ε₂之间，同时位于γ₁和γ₂之间时，采用ElastoPlastic模型,其余情况采用Stribeck模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于切换系统理论的伺服转台摩擦补偿控制系统，其特征在于：所述控制系统为控制器，所述控制器是STM32或DSP。

3.根据权利要求1所述的一种基于切换系统理论的伺服转台摩擦补偿控制系统，其特征在于：所述调节系统是PI型调节、PID型调节、滑模调节或自适应调节。

4.一种基于切换系统理论的伺服转台摩擦补偿控制方法，其特征在于：以摩擦估计系统中ElastoPlastic模型和Stribeck模型为切换模型，反馈转速作为输入变量，转速和刚鬃形变的程度作为切换条件，识别不同工况下的摩擦力大小，结合摩擦补偿和PID调节实现复合控制，提高系统的控制性能，具体实现步骤如下：

(1)控制系统发出指定的转速信号驱动转台转动；

(2)摩擦估计系统进行不同工况下的摩擦力估计；

(3)调节系统与控制系统共同形成复合控制策略，补偿摩擦带来的扰动，对输出的转速进行调节；

所述切换模型通过对切换条件的判断进入不同的模型进行摩擦力估计，为系统的输出转速，为弹性刚鬃的估计值与最大值的比值；当转台状态满足转台转速位于转速ε₁和ε₂之间，同时位于γ₁和γ₂之间时，采用ElastoPlastic模型,其余情况采用Stribeck模型。