一种光电稳定平台摩擦力新型补偿方法
A new friction compensation method for photoelectric platform
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文摘
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为了进一步补偿摩擦力改善光电平台稳定精度,在经典控制方法的基础上提出一种基于摩擦模型的新型补偿方案。首先,分析传统方法抑制摩擦力的过程,提出在低速时用编码器及陀螺融合估计速度的方法改进Karnopp摩擦模型,提升零速附近的补偿能力,其次,引入扩张观测器观测并补偿系统模型与补偿模型之间的误差,以解决实际工作中系统摩擦特性随环境等因素发生漂移变化造成补偿效果下降的问题,提升补偿方法的鲁棒性。最后,为了验证该方法的有效性,在三轴摇摆台上进行速度稳定实验及稳定精度测试实验。研究结果表明:基于摩擦模型的新型补偿方法提升了零速度附近的补偿能力,速度稳定度提高了67%,隔离度提高了58%,且在摩擦模型参数摄动10%时,仍能维持较好的隔离度,表现出较强的鲁棒性。本文方法中改进型Karnopp模型与线性扩张观测器调试辨识参数少,易于工程应用,对光电平台摩擦力补偿改善稳定精度有较高实用价值。 |
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其他语种文摘
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To reduce the negative influence of this disturbance and improve the stability accuracy of photoelectric platform,a new compensation scheme based on friction model was proposed.Firstly,the process of friction rejection by the traditional method was analyzed,and the method of combining the encoder and gyroscope to estimate the speed at low speed was proposed and the friction model was improved by the method.At the same time,an extended state observer(ESO)was introduced to observe and compensate for the error caused by the difference between the system model and the compensation model.The problem of system friction characteristics drift with the environment and other factors in the work was solved.Finally,in order to verify the effectiveness of the method,the speed stability experiment was carried out on the three-axis swing table.The results show that the compensation effect of the near zero speedis is raised by improved friction model.Compared with the traditional method,the speed stability and the isolation degree increase by 67% and 58%,respectively,and the isolation degree can still be maintained when the friction model parameter perturbation is 10%,presentingstrong robustness.This method is easy to be realized in engineering and has a high practical value for compensating for the friction force of photoelectric platform to improve the stability accuracy. |
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来源
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中南大学学报. 自然科学版
,2021,52(2):434-442 【核心库】
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DOI
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10.11817/j.issn.1672-7207.2021.02.011
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关键词
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光电平台
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改进型Karnopp模型
;
摩擦力补偿
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零速区间
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线性扩张状态观测器
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地址
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中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西, 西安, 710100
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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1672-7207 |
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学科
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自动化技术、计算机技术 |
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基金
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国家自然科学基金
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陕西省自然科学基金
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文献收藏号
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CSCD:6946894
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参考文献 共
20
共1页
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