[发明专利]受控化发射平台的摩擦补偿自适应控制方法

摘要

本发明公开了一种受控化发射平台的摩擦补偿自适应控制方法，属于机电伺服控制领域，方法包括建立具有摩擦动态的受控化发射平台的数学模型；设计具有摩擦补偿的自适应控制器；具有摩擦补偿的自适应控制器稳定性测试。本发明基于自适应的控制方法，融合了滑模观测和摩擦补偿的思想，通过自适应控制策略自适应摩擦力参数和系统参数，在控制器中补偿摩擦力，增加系统的跟踪性能；有效地补偿了系统的非线性摩擦和框架间耦合干扰力矩，保证了伺服系统优良的控制性能，并且保证全局渐近稳定。

主权项

一种受控化发射平台的摩擦补偿自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立具有摩擦动态的受控化发射平台的数学模型；具体如下：步骤1‑1、受控化发射平台通过配有电气驱动器的永磁直流电机驱动俯仰和方位两个方向的惯性负载，以受控化发射平台方位伺服系统为对象，根据牛顿第二定律，受控化发射平台方位伺服系统的运动方程为：Jy··=kuu-F-c1w-c2w·-dn---(1)]]>式(1)中J为电机输出端的惯性负载参数，ku为电机输出端的电压力矩放大系数，F为摩擦力，dn为常值干扰，w、为俯仰伺服系统的角速度和角加速度，c1、c2是对应于w、的方位伺服系统和俯仰伺服系统之间耦合的耦合系数，y为惯性负载的位移，为惯性负载的加速度，u为系统的控制量；步骤1‑2、在系统运行过程中，采用LuGre动态摩擦模型描述系统执行机构所受到的摩擦力的行为，LuGre动态摩擦模型如下：z·=-α(y·)|y·|z+y·---(2)]]>F=σ0z+σ1z·+σ2y·---(3)]]>其中，z为摩擦状态变量，其全局有界；的倒数为摩擦效应的正滑动函数，为一已知函数；F为摩擦力，σ0为在速度方向的位置‑力的等效刚度，σ1为阻尼摩擦系数，σ2为粘性摩擦系数；的表达式如下：α(y·)=1FC+(FS-FC)e-(y·/x·s)2---(4)]]>其中，FC为库仑摩擦力，FS为静摩擦力，为Stribeck速度；综上，受控化发射平台的动态方程为：Jy··=kuu-σ0z-σ1z·-σ2y·-c1w-c2w·-dn---(5)]]>步骤1‑3、定义状态变量：则式(1)运动方程转化为状态方程：x·1=x2θ1x·2=u-θ2z-θ3z·-θ4y·-θ5w-θ6w·-θy=x1---(6)]]>式(6)中，其中均为缓变量；即系统各参数J、ku、σ0、σ1、σ2、c1、c2、dn为随时间缓变或者不变的物理量，满足：J·=k·u=σ·0=σ·1=σ·2=c·1=c·2=d·n=0---(7)]]>且系统各参数J、ku、σ0、σ1、σ2、c1、c2、dn均为未知有界参数，其上下界未知；其中，x1表示惯性负载的位移，x2表示惯性负载的速度；步骤2，设计具有摩擦补偿的自适应控制器；步骤3，具有摩擦补偿的自适应控制器稳定性测试。