高精度伺服系統(tǒng)的模糊ＣＭＡＣ補(bǔ)償控制

2012年03月06日14:59:48 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

關(guān)鍵字：應(yīng)用

劉士榮１，周?chē)?guó)成１，吳秋軒１，史先鵬２
杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化研究所，浙江杭州　

華東理工大學(xué)自動(dòng)化研究所，上海

摘　　　要：針對(duì)伺服系統(tǒng)存在非線(xiàn)性和參數(shù)不確定性，ＰＩＤ等常規(guī)控制器幾乎無(wú)法獲得高精度控制性能的問(wèn)題，提出了一種基于ＦＣＭＡＣ的補(bǔ)償控制器，將其應(yīng)用于伺服系統(tǒng)的速度閉環(huán)控制。ＦＣＭＡＣ補(bǔ)償控制器能夠?qū)崟r(shí)在線(xiàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的非線(xiàn)性，對(duì)參數(shù)變化及擾動(dòng)等因素進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。將ＦＣＭＡＣ補(bǔ)償控制器與模型參考跟蹤控制結(jié)合，能有效地改善伺服系統(tǒng)的魯棒性。仿真結(jié)果進(jìn)一步表明，該控制策略能降低系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化和外界擾動(dòng)等不確定性的靈敏度，即使在持續(xù)正弦信號(hào)干擾下也具有良好的性能。

關(guān)　鍵　詞：模糊小腦模型；補(bǔ)償控制；高精度伺服控制

１　引　言
機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)在越來(lái)越多的工業(yè)、軍事、服務(wù)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。高精度伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)中較基本、較關(guān)鍵的技術(shù)之一。例如在工業(yè)裝配機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、空間機(jī)器人、安全機(jī)器人等領(lǐng)域，要求相應(yīng)的機(jī)械臂關(guān)節(jié)能實(shí)施精確快速定位，這時(shí)各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部件的精確伺服控制就顯得尤為重要。由于用于機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在負(fù)載變化、摩擦力矩、參數(shù)漂移等不確定性，采用常規(guī)線(xiàn)性控制策略難以滿(mǎn)足系統(tǒng)性能的要求。為此，自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制等控制策略在伺服系統(tǒng)得到應(yīng)用，但這些控制策略都存在一定的局限性。模糊邏輯控制、專(zhuān)家控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制［１２］與常規(guī)控制策略結(jié)合正在成為解決不確定系統(tǒng)控制的一種有效途徑。本文將模糊小腦模型關(guān)節(jié)控制器（ＦＣＭＡＣ）作為補(bǔ)償控制器引入伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以補(bǔ)償伺服系統(tǒng)的非線(xiàn)性、參數(shù)不確定性以及干擾。由小功率伺服電機(jī)控制的仿真研究表明，該控制策略能使伺服系統(tǒng)的速度和位置跟蹤誤差顯著減小，跟蹤效果明顯改善，并具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性。

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