双电机驱动伺服系统的Backstepping自适应控制.pdf

《双电机驱动伺服系统的Backstepping自适应控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用双电机驱动伺服系统的Backstepping自适应控制赵海波。，周向红2zHAOHaib01，zHOUXianghonf1．钢陵学院电气工程系光电子研究中心，安徽铜陵2440002．中国电子科技集团公司第四十三研究所，合肥2300881．PhotoelectronResearchCenter，DepartmentofElectricalEngineering，TonglingUniversity，Tongling，Anhui244000，China2．No．43ResearchInsti

2、tute，ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Hefei230088，ChinaZItAOHaibo，ZHOUXianghong．Baeksteppingadaptivecontrolofdual-motordriving,始IWOsystem．ComputerEngineer-ingandApplications。2011。47(21)：227—230．AbsWact：Aimingatthecontrolproblemofthedual-motordrivingselNosystemwithullknownbackla

3、sh，themodelisgiven．ByselectingLyapunovfunctionthroughBacksteppingapproachandintroducingvirtualcontrolquantity，theadaptivecontrollerbasedonstatefeedbackisdesignedanditsstabilityisanalyzed．Theresultofsimulationshowsthatitisnotnecessarytoknowtheuncertaintyofintemalparameter，andthecontrolsys

4、temhasgoodpositiontrackingperformanceandstrongrobustness．Keywords：backlashnonlinearity；Backstepping；adaptivecontrol；dual—motordriving摘要：针对存在未知齿隙等非线性的双电机驱动伺服系统的控制问题，给出了双电机驱动伺服系统的模型，应用Backstepping方法，引入虚拟控制量的概念，通过逐步递推选择Lyapunov函数，设计了基于状态反馈的自适应控制器，进行了稳定性分析．仿真结果表明，所提出的控制策略不需要知道系统内部不确定性参数，控制系统

5、具有良好的位置跟踪性能和较强的鲁棒性．荚键词：齿隙非线性；Backstepping；自适应控制；双电机驱动DOI：10．3778／j．issn．1002—8331．2011．21．060文章编譬：1002．8331(2011)21—0227．04文献标识码：A中图分类譬：TP273l引言机械传动系统中，齿隙非线性的存在是影响系统动态性能和稳态精确度的重要因素u—I。除了造成输出误差外，系统也会因极限环振荡或冲击而降低性能甚至变得不稳定，同时齿轮的刚件碰撞也会产生严重的振荡和噪音14-S1。在有关减弱或消除齿隙非线性影响的研究中，文献[6】建立了电消隙模型，并对偏置电压的

6、各种渊整策略作了探索；文献【7】提出了一种枚举算法，以确定多自由度冗余驱动消除齿隙系统的配置方案；文献【81提出了基于逆模型的补偿方法；文献[9】提出了在齿隙期间施加弱控制及考虑碰撞扰动的强控制的补偿方法。总体来说，这些研究在控制方法上多偏于工程应用，很少有理论上的分析。在T程中，将施加偏置力矩后的多电机系统近似为线性系统，事实上，系统本身仍是存在齿隙非线性因素的系统。本文以具有代表性的双电机驱动伺服系统为研究对象，针对施加偏置力矩后的系统中存在的齿隙非线性进一步展开研究，应用Backstepping方法“”11，通过逐步递推选择Lyapunov函数，设汁了基于状态反馈

7、的自适应控制器，保证了系统的稳定性和自适应能力。0。和02为驱动子系统。图1双电机驱动伺服系统尔意图假没1在整个控制过程中，从动子系统D0与D。、D：，或者0．和D，处于交替接触状态。这是通过施加一定偏置力矩保征的，偏置力矩是两个驱动子系统输出端分别加在从动子系统上的大小相等、方向相反的力矩”1。根据参考文献【4】可得双电机驱动伺服系统框图如图2所示。为了方便研究，假没传动比为1，齿隙为2a。据图2可得双电机驱动何服系统动力学方程为：IZ只(f)+6，只(f)=甜(f)一rf(f)一(一1)‘w+A，(力1Jmff。(t)吨嘶：壹删n’其