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EMA摩擦前馈补偿的模糊自抗扰控制方法研究
被引量：
4
1
作者
石照耀
张攀
林家春
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期171-181,193,共12页
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...
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。
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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
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职称材料
基于空间距离模型评定工业机器人位置误差
被引量：
2
2
作者
王谦
石照耀
李睿
《工具技术》
北大核心
2017年第10期125-128,共4页
通常评定工业机器人位置误差需要从激光跟踪仪测量系统的坐标系至机器人基础坐标系进行空间坐标变换。由于变换的精度难以确定,导致测量工业机器人的位置精度降低。为了避免这种现象,将空间坐标系的变换替换为由使用激光跟踪仪测量空间...
通常评定工业机器人位置误差需要从激光跟踪仪测量系统的坐标系至机器人基础坐标系进行空间坐标变换。由于变换的精度难以确定,导致测量工业机器人的位置精度降低。为了避免这种现象,将空间坐标系的变换替换为由使用激光跟踪仪测量空间点得出的空间距离值来衡量工业机器人的位置误差。由此建立工业机器人的空间距离模型,去除空间坐标变换带来的误差影响,将位置准确度的评定误差由原先的0.0055mm提高至0.0024mm。
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关键词
工业机器人
空间距离模型
位置误差
激光跟踪仪
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职称材料
基于双曲正切函数的改进型永磁同步电机无感矢量控制系统
被引量：
19
3
作者
张攀
石照耀
+3 位作者
林家春
于渤
孙衍强
丁宏钰
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期710-718,共9页
针对滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制系统中存在的高频抖振、观测精度差等问题,本文提出了一种改进型滑模观测器无位置传感器控制方法。采用双曲正切函数代替传统开关函数,推导了基于双曲正切函数的滑模观测器转子位置估算算...
针对滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制系统中存在的高频抖振、观测精度差等问题,本文提出了一种改进型滑模观测器无位置传感器控制方法。采用双曲正切函数代替传统开关函数,推导了基于双曲正切函数的滑模观测器转子位置估算算法,并使用李雅普诺夫稳定性分析方法对系统进行了稳定性分析,得到了进入滑模面的充分条件。使用卡尔曼滤波方法对得到的反电动势进行滤波处理,并通过锁相环估算转子的位置的方法提高了速度、位置观测精度。最后,通过Simulink平台搭建了改进型滑模观测器仿真模型并与开关函数、饱和函数做了对比分析。结果表明:相比传统滑模观测器,所提出的改进型滑模观测器启动过程更加平稳,并明显改善了稳态运行过程中的高频抖振现象。改进后的观测器具有更高的观测精度,更强的抗干扰能力及稳定性。
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关键词
永磁同步电机
滑模观测器
双曲正切函数
无感控制
卡尔曼滤波
矢量控制
抖振
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职称材料
题名
EMA摩擦前馈补偿的模糊自抗扰控制方法研究
被引量：
4
1
作者
石照耀
张攀
林家春
机构
北京工业大学精密测控技术与仪器工程技术研究中心
出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期171-181,193,共12页
基金
国家自然科学基金青年基金(52305046)
北京市教委-北京市基金联合资助项目(KZ201910005005)。
文摘
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。
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
permanent magnet synchronous motor
harmonic drive
active disturbance rejection control
nonlinear friction
feedforward compensation
fuzzy control
wave filtering
分类号
TM351 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
基于空间距离模型评定工业机器人位置误差
被引量：
2
2
作者
王谦
石照耀
李睿
机构
北京工业大学
北京
精密
测控
技术与
仪器
工程技术
研究
中心
出处
《工具技术》
北大核心
2017年第10期125-128,共4页
基金
北京工业大学-大科研推进计划-智能机器人领域-机器人性能测试及评价关键技术研究(K2001013201601)
文摘
通常评定工业机器人位置误差需要从激光跟踪仪测量系统的坐标系至机器人基础坐标系进行空间坐标变换。由于变换的精度难以确定,导致测量工业机器人的位置精度降低。为了避免这种现象,将空间坐标系的变换替换为由使用激光跟踪仪测量空间点得出的空间距离值来衡量工业机器人的位置误差。由此建立工业机器人的空间距离模型,去除空间坐标变换带来的误差影响,将位置准确度的评定误差由原先的0.0055mm提高至0.0024mm。
关键词
工业机器人
空间距离模型
位置误差
激光跟踪仪
Keywords
manipulator
spatial distance model
position error
laser tracker
分类号
TG839 [金属学及工艺—公差测量技术]
TP242.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于双曲正切函数的改进型永磁同步电机无感矢量控制系统
被引量：
19
3
作者
张攀
石照耀
林家春
于渤
孙衍强
丁宏钰
机构
北京工业大学精密测控技术与仪器工程技术研究中心
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期710-718,共9页
基金
北京市教委-北京市基金联合项目(KZ201910005005).
文摘
针对滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制系统中存在的高频抖振、观测精度差等问题,本文提出了一种改进型滑模观测器无位置传感器控制方法。采用双曲正切函数代替传统开关函数,推导了基于双曲正切函数的滑模观测器转子位置估算算法,并使用李雅普诺夫稳定性分析方法对系统进行了稳定性分析,得到了进入滑模面的充分条件。使用卡尔曼滤波方法对得到的反电动势进行滤波处理,并通过锁相环估算转子的位置的方法提高了速度、位置观测精度。最后,通过Simulink平台搭建了改进型滑模观测器仿真模型并与开关函数、饱和函数做了对比分析。结果表明:相比传统滑模观测器,所提出的改进型滑模观测器启动过程更加平稳,并明显改善了稳态运行过程中的高频抖振现象。改进后的观测器具有更高的观测精度,更强的抗干扰能力及稳定性。
关键词
永磁同步电机
滑模观测器
双曲正切函数
无感控制
卡尔曼滤波
矢量控制
抖振
Keywords
permanent magnet synchronous motor
sliding mode observer
hyperbolic tangent function
sensorless control
Kalman filter
vector control
chattering
分类号
TM306 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
EMA摩擦前馈补偿的模糊自抗扰控制方法研究
石照耀
张攀
林家春
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于空间距离模型评定工业机器人位置误差
王谦
石照耀
李睿
《工具技术》
北大核心
2017
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于双曲正切函数的改进型永磁同步电机无感矢量控制系统
张攀
石照耀
林家春
于渤
孙衍强
丁宏钰
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
19
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职称材料
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