基于LuGre摩擦观测器模型的电液控制步进缸建模及仿真研究
基于LuGre模型的摩擦力补偿的研究
[ Ab stract]
Th is paper presents a tra ff ic control system based on CEBUS. By the pow er lin e comm un ication w ith
spread spectrum techno lo gy, the system i m plem ents ∀ w ireless# m odern c ity traffic contro,l it is portab le, low pow er consu m pt io n , stab le and f lex ib le. [ Key word s] ( 上接第 733 页 ) 采用 PD 控制, 在速度过零点时 , 波形发生畸变, 速 度跟踪出现死区现象。而基于 LuG re模型的摩擦补 偿能有效地抑制系统非线性摩擦的影响 , 提高系统 的低速性能。
3 仿真
为了验证提出的基于 LuGre 模型的摩擦补偿的 效果, 使用上面提出的自适应控制规律, 对直流电机 系统进行了低速位置跟踪仿真。电机参数 a = - 10 , b= 5 , 摩擦参数 M c = 0 . 28 ,Ms= 0 . 34 , s= 0 . 01 , 0= 200 , 1=3 , 2= 0 . 03 , 采用图 2 结构, 给定位置信号 = 0 . 05si n ( 0 . 2 ! t ) 。选择位置控制器为 PD ( kp = d 50 , kd = 0 . 01 )控制时的速度输出, 如图 3 所示。
摩擦是伺服系统中不可回避的问 题。对 于 高 精度伺服跟 踪系统 , 摩擦 环节的 存在是 提高系 统 性能的 障碍。 摩擦 力 对于 系 统静 态 性能 的 影 响 表现为输出 响应有较大 静差或 稳态极 限环 震荡 , 对 系统 动态 性 能的 影响 表现 为低 速 时出 现爬 行 [ 1] ( 抖动 ) 现 象和 速 度 过零 时 的 波形 畸 变 现 象 。 摩擦严重影 响伺服系统 的低速 性能和 跟踪 精度。 因此 , 对摩擦进行补 偿就 是根据 摩擦的 形式和 性 质 , 利用各种控制方 法抑 制或者 消除摩 擦对系 统 性能的影响。 摩擦补偿的方法分为两大类: 不基于模型的补 偿和基于模型的补偿。不基于模型的 补偿方法有 高增益的 P I D 补偿、 迭代学习补偿、 高频振颤、 脉冲 补偿等 , 还有模糊控制和神经网络补偿。基于模型 的摩擦补偿 : 如果已知摩擦 模型, 便可 以在系统中 施加一个控制作用, 消除 摩擦对系统性 能的影响。 如果摩擦模型参数是通过离线整定的, 就成为固定 补偿。如果摩擦模型是通过在线辨识得到的 , 就成 为自适应摩擦补偿。基于模型的摩擦补偿 , 是摩擦 补偿的一个主要的研究方向。 LuGre 摩擦模型能比 较全面的描述摩擦力现象。
基于LuGre模型的有摩擦结构自适应主动振动控制
制器 （ Ａ 。采用 Ｌ Ｇ ｅ ＭＲ Ｃ） ｕ ｒ 动态模型描述系统摩擦力 ， 建立单 自由度有摩 擦结构 的动力 学模型 ； 以理想 的 Ｓｙ ｏｋ 构 ｋ ｈｏ 结
为参 考模 型 ， 使用双观测器估计摩擦状 态 ， 设计 了一 种模型参 考 自适 应主 动振动控 制器 ， 并通过 Ｌ ａｕｏ ｙｐ ｎｖ方法证 明整个 闭环 系统 具有 全局稳定性 ， 位移跟踪误差 和速度跟踪误差渐进收敛到零 。利用 Ｓｍ ｌ ｋ 行仿 真研究 ， ｉｕｉ 进 ｎ 仿真结果表 明， 该
ａ ｄａ ｎ ＭＲＡＣ ａ ｔ ｅ ｏ ｔｏｌ ｒ ｃ ｉ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｗａ ｄ ｓｇ ｅ ． Ｉ ｗａ ｓ ｗｎ ｖ ｓ ｅｉｎ ｄ ｔ ｓ ｈｏ ｗｉｈ ｙ ｐ ｎ ｖ ｔ Ｌ ａ ｕ ｏ ｍｅｈ ｄ ｈ ｔ ｈ ｃｏ ｅ —ｏ ｐ ｙ ｔ ｍ ｉ ｔ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ ｌ ｓ ｄ ｌｏ ｓ ｓｅ ｓ ａ ｙ ｔ ｔｃ ｌ ｔｂ ｅ， ａ ｄ ｏｈ ｈ ｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ｒ ｃ ｎｇ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ｈｅ ｅ ｏ ｉ ｔａ ｋ ｎ ｏ ｅ ｏ ｖ ｒ ｅ ｏ ｅ ｏ Ｔｈ ｓ ｍｐ ｏ ｉａ ｌ ｓａ ｌ ｙ ｎ ｂ ｔ ｔ ｅ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｔａ ｋｉ ｒｏ ｎ ｔ ｖ ｌｃ ｔ ｒ ｃ ｉ ｇ ｎ ｃ ｎ ｅ ｇ ｔ ｚ ｒ ． ｙ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗｅ ｈａ ｈ ｓｋ ｎ ｆｃ ｎｔｏｌ ｒｎｏ ｎ ｙ ｇ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｈｅｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｉｔｏ ａ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｈ ｉ ｌ ｔ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ｔｔ ｉ ｉ ｄ ｏ ｏ ｒ ｌ ｔｏ ｌ ｒ ａ ｌ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓｔ ｅ ｐｏ ｓ ｆｆ ｃｉ ｎ ｌｓｒ ｔ ｒ ｓｎｅ ｒｔ ｅ ｏ ｅ ｙ ｒ ｕ ｒ ｓ ｎａ ｃ ｅ ｕｅ ｃ ｅ ｏ ｎ ｅ ｆ ｑ ｎ ｙ，ｂ ｌｏ ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｅ ｓ ｓｅ Ｓｖ ｂ ａｉｎ ｉｏａ ｉｎ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｔｈ ｇ ｒｆｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｕｔａ ｓ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｙ ｔｍ’ ｉ ｒ ｔｏ ｓ ｌ ｔｏ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ａ ｉｈｅ ｑ ｅ ｃ ． ｒ Ｋｅ ｒ ｓ： ｆｉｔｏ ａ ｓｒ ｃｕ ｅ ； ｖ ｂ ａｉｎ ｓ ｌ ｔ ｎ； Ｌｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｃ ｉｎ ｌ ｔ ｔ ｒ ｓ ｕ ｉ ｒ ｔｏ ｉｏａ ｉ ｏ Ｇｒ ｍｏ ｅ ； Ｓ ｙ ｏ ｋ ｅｅ ｅ ｃ ｍｅ ｅ ； ｄ ｌｏ ｓ ｒ ｅ ； ｄｌ ｋ ｈ ｏ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｄｌ ｕａ— ｂ ｅ ｖ ｒ ａ ａ ｔｖ ｏ ｔｏｌｒ ｄ ｐ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｅ
基于修正LuGre模型的反步自适应摩擦补偿控制
触持电 棚 ２１第ｌ ｏ年 １ ｌ 期
… … … … … … … … … … … …
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… … 一…
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＿ ＿… －
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…
ｃ
／ ／
驱 笋 动
羁 甥 ，
… …
基 于 修 正 Ｌ Ｇ ｅ 型 的反 步 自适 应 摩 擦 补偿 控 制 ｕ ｒ模
若伺服系统除摩擦非线性因素之外不考虑其他 非 线 性 因 素 影 响 ， 伺 服 系 统 的 动 力 学 方 程 如 则
Hale Waihona Puke ０引 言 摩擦 是影响机 电伺服 系统性 能的主要 因素之 会 导致 系统 出现 稳 态误 差 、 滑运 动 和 极 限环 ， 粘
面 的相关 文献 较少 。
本文采用一种改进的 ＬＧ ｅ ｕ ｒ 模型…来同时描述
系统 在低 速和 高速 运 行 时所 受 到 的摩擦 力 矩 ， 用 采
一
ｐ ｖ ｈ ｙ ｔ ｍ ｒｃ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ． ｏ ｒ ｅ ｔｅ ｓ ｓｅ ｔａ ｋｎ ｃ ｕ ａ ｙ
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｍｏ ｉ ｅ ｕ ｅ ｍｏ ｅ ； ｄ ｐｉ ｅ ｂ ｃ ｓｅ ｐｎ ｏ ｔ ｌ ｆ ｃ ｉｎ ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｄｆ ｄ Ｌ Ｇｒ ｄ ｌ ａ ａ ｔ ａ ｋ ｔｐ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ；ｒ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ｉ ｖ ｏ ｉ ｏ ｏ
１系统建模
１ １伺服 系统 模型 ．
补偿方法是实际中较为可行的方法 。而如何准确地 建立动态摩擦模型是实现动态摩擦补偿 的关键。近 年来 ， 国内外学者在摩擦建模方面进行 了大量研究 ， 其 中 比较 著 名 的有 Ｄ ｈ 模 型 、 ｕ ｒ 型 、 ａｌ ｊ Ｌ Ｇｅ模 Ｊ
基于LuGre摩擦模型的伺服系统自适应鲁棒控制器
基于LuGre摩擦模型的伺服系统自适应鲁棒控制器郭健;季晶晶;杨帆;姚斌【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(000)006【摘要】针对具有摩擦非线性、参数不确定性以及外界扰动的伺服系统，建立了基于LuGre摩擦模型的控制系统模型。
在此基础上，设计了自适应鲁棒控制器。
该控制器包括基于模型在线参数估计的自适应补偿、稳定反馈和鲁棒控制三部分。
分析了鲁棒控制部分的机理。
利用Lyapunov稳定性方法证明了该闭环控制器信号有界，且跟踪误差在任意要求的精度范围内。
仿真结果验证了该控制器的有效性。
%A control system model based on LuGre friction model is given for a servo system with friction nonlinearity,parameter uncertainty and disturbance. An adaptive robust controller(ARC)is developed based on the model. The proposed controller consists three parts:adaptive compensation based on parameter estimation online,stablefeedback,robust control analyzed in detail. It is proved that the signals of this closed-loop controller are bounded and the tracking error is within the desired precision by Lyapunov stability theory. Simulation results illustrate the effectiveness of the ARC.【总页数】6页(P779-784)【作者】郭健;季晶晶;杨帆;姚斌【作者单位】南京理工大学自动化学院，江苏南京210094; 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027;南京理工大学自动化学院，江苏南京210094;南京理工大学自动化学院，江苏南京210094;普渡大学机械工程学院，美国印第安纳州西拉法叶IN 47907【正文语种】中文【中图分类】TP13【相关文献】1.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈斌2.基于LuGre模型的电液伺服系统摩擦力矩动态补偿 [J], 吴盛林;刘春芳3.基于LuGre模型的伺服系统摩擦补偿策略研究 [J], 叶超;崔宁豪;马正雷;林德银;王群京4.基于改进LuGre摩擦模型的双旋弹丸固定舵翼滚转位置鲁棒自适应控制算法 [J], 殷婷婷; 贾方秀; 于纪言; 王晓鸣5.基于修正LuGre模型的自适应鲁棒控制在机电伺服系统中的应用 [J], 吴跃飞;马大为;姚建勇;乐贵高因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
4 基于摩擦模型的电动缸PID摩擦补偿控制研究_山显雷
基于LuGre摩擦模型的伺服系统自适应鲁棒控制器_郭健
780
南京理工大学学报
第 37 卷第 6 期
随着现代工业、 国防科技的飞速发展， 对伺服 控制系统的性能要求越来越高。在电机控制系统 中， 摩擦非线性是影响伺服系统性能的一个重要 因素， 会严重影响伺服系统的性能， 尤其是低速性
［1 ， 2 ］ 。滑 能， 容易造成波形畸变现象和爬行现象 对参数变化及扰动 模变结构控制具有响应快速、 ［3 ］ Kim 等 不灵敏等优点， 常被用于伺服系统控制 ， ［4 ］ 人 针对摩擦特性， 提出一种基于变结构控制的
先对系统 望的精度范围内。 在设计控制器之前，
总第 193 期
郭
健
季晶晶
杨
帆
姚
斌
基于 LuGre 摩擦模型的伺服系统自适应鲁棒控制器
781
做如下假设： T 假设 1 α =［ α1 α2 α3 α4 α5］ 位于已 知有界集 Ω α ， 且 α1 符号已知， 不妨设 α1 ＞0 。 j = 1， …5 ｝ Ω α ： α∈Ω α ｛ α： α jmin ≤α j ≤α jmax ， t） 满足 假设 2 不确定项 Δ （ x， | Δ（ x， t ） | ≤δ （ x ） f （ t ） （ 8） f（ t） 为未知但有界的时变 式中： δ（ x） 为已知函数， f d 为一已知常数。 函数， 不妨设 | f（ t） | ≤f d ，
α
（ 2）
珘（ Φp －Γ－1 Proj α α ^ （ ΓΦp ） ） ≤0
T
（ 16 ）
2
自适应鲁棒控制器
误差动态变为 +k2 p = u s +ΦT α 珘 +Δ α1 p 2 式中： ^ 珘 = α－α α
（ 17 ） （ 18 ）
基于LuGre摩擦模型的气缸摩擦力特性实验
步研 究供 气压 力和 两腔压差对各个参 数的影响． 研究结果表 明， 测气缸的库仑摩擦 力、 性摩擦 系数和最 大静 被 黏
摩擦力 随着供 气压力 、 两腔 差压 增大而变大； 动态参数 则与气压 关系不大． 关键词 ：气缸；摩擦力 ； ｕ ｒ 模 型 ； Ｌ Ｇｅ 参数 辨识
中图 分 类 号 ： ＴＨ１８ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ
基于 Ｌ Ｇ ｅ ｕ ｒ 摩擦 模型的气缸摩擦 力特性实验
陈剑锋 ，刘 昊 ，陶国 良
（ 浙江大学 流体传动及控制 国家重点实验室 。 江 杭州 ３ ０ ２ ） 浙 １ ０ ７
摘要 ：为准确测量 气缸的实际摩擦力 ， 建立基于伺服 电机速度控制 的气缸摩擦力测试 台， 以一无杆气缸为例对 其在 不同气压 、 速度下的摩擦 力进行 测试分 析， 出基 于 Ｌ Ｇ ｅ 提 ｕ ｒ 摩擦模型的各个动态和静 态参数辨识和建模 方法 ， 并进
ｈ ｗｅ ｅ ，ｔ ｅｄ ｎ ｍ ｉ ａ ａ ｔｒ ｒ ｅ ｓｒ ｌｔ ｄ ｔ ａ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｖ ｒ ｈ ｙ ａ ｃｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｗｅ ｅｌｓ ｅａ ｅ ｏ ｇ ｓｐ ｅ ｓ ｒ ．
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｐ ｅ ｍａ ｉ ｃ ｌ ｄ ｒ ｒｃｉｎ；Ｌｕ ｅｍ ｏ ｅ ；ｐ ｒｍ ｅ ｅ ｄ ｎ ｉｉａ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ｎ ｕ ｔｃ ｙｉ ｅ ；ｆｉｔ ｎ ｏ Ｇｒ ｄ ｌ ａ ａ ｔｒｉｅ ｔｆｃ ｔ ｏ
ｒ ｔｌ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｌ ｒｃｉｎ ｏ ｎ ｕ ａｉ ｙ ｉｄ ｒ． Ｔａ ｉｇ ｔ ｅｒ ｄｅ ｓ ｃ ｌ ｄ ｒａ ｎ ｅ ａ ｐ ｅ ｔ ｒｃ ａ ｅｙ ｍ ａ ｕ ｅａ ｔ ａ ｉｔｏ ｆｐ ｅ ｍ ｔｃｃ ｌ ｅ ｓ ｆ ｎ ｋ ｎ ｈ ｏ ｌｓ ｙ ｉ ｅ ｓａ ｘ ｍ ｌ，ｉｓｆｉ— ｎ
摩擦非线性环节的特性_建模与控制补偿综述
3 摩擦非线性环节的控制补偿
311 摩擦环节对伺服系统性能的影响
第 24 卷 第 11 期
系统工程与电子技术 Systems Engineering and Electronics
Vol124 ,No111 2002
文章编号 :10012506X(2002) 1120045208
摩擦非线性环节的特性 、建模与控制补偿综述
刘 强 , 尔联洁 , 刘金琨
表现出死区特性 ,文献 [ 15 ]采用相平面分析的结果表明 ,对
于经典 PD 控制 ,系统的稳态响应具有多个平衡点 ,为一条线
段 ,见图 4 。通常情况下 ,采用积分控制可以消除静差 ,但对
于含有摩擦环节的伺服系统 ,由于从静止到运动的过程中 ,
摩擦的变化是不连续的且具有负斜率特性 ,引入积分控制
后 ,系统响应将出现极限环振荡现象 ,见图 5 。文献[16 ]证明
了当静摩擦大于库仑摩擦时 ,采用 PID 控制必然出现极限环
振荡 。文献[17 ]的研究表明 ,对于柔性机械系统 ,仅库仑摩
擦就能导致出现极限环振荡现象 。
对于位置跟踪系统 ,摩擦环节对系统的不良影响主要表
现在如下两个方面 :
第 11 期
下[10 ]
Jθ¨= u - F
(1)
∫t
u = - KVθ - Kp (θ - θd) - Ki (θ - θd) d t
(2)
0
式中 J ———转动惯量 ; u ———控制力矩 ; F ———摩擦力矩 ; θ———角位置输出 ;θd ———角位置输入 。
基于摩擦模型的电动缸PID摩擦补偿控制研究
ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｅ ｔ ｈｅ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｆｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｃ ｙ ｌ ｉ ｎｄ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ． Ｓｅ ｃ — ｏ ｎ ｄ ｌ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｒｉ ｆ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｌｕ Ｇｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ＰＩ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒｉ ｆ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｄ ｅ ｎｔ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｇｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ａｌ ｇｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ． Ｌａ ｓ ｔ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
中图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文 献标识 码 ： Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ＰＩ Ｄ Ｆｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ ｍ ｐｅ ｎｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ Ｓｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｃｙ ｌ ｉ ｎ ｄｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍ ｏ ｄ２ ６ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８～０ ０ ６ ６—０ ３
基 于 摩擦 模 型 的 电动缸 Ｐ Ｉ Ｄ摩 擦 补 偿 控 制研 究 木
山显 雷 ， 程 刚 ， 刘 后 广
基于 LuGre 摩擦模型的鱼雷舵机伺服控制系统自适应反演滑模控制
基于 LuGre 摩擦模型的鱼雷舵机伺服控制系统自适应反演滑
模控制
张梦;乔晓君;冯殿震
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2016(036)004
【摘要】为降低摩擦力矩对鱼雷舵机伺服控制系统控制精度的影响，提出了自适
应反演滑模控制方法。
首先，分析了伺服系统的原理，并应用 LuGre 模型对摩擦
力矩进行了建模。
然后，在此基础上，结合滑模控制和反演法，提出了自适应反演滑模控制（ABSM ）算法。
最后，将 ABSM 控制器与原有的 PID 控制器进行了仿真对比实验。
结果表明所设计的控制器增强了系统的鲁棒性，大幅提高了控制精度。
【总页数】4页(P54-57)
【作者】张梦;乔晓君;冯殿震
【作者单位】91439 部队大连 116041;91439 部队大连 116041;91439 部队大连 116041
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈
斌
2.基于LuGre模型的伺服转台自适应反演滑模控制 [J], 丛中旖
3.基于LuGre模型的反演自适应滑模ABS控制 [J], 于宏啸;段建民;刘丹
4.基于改进型LuGre模型的自适应滑模摩擦补偿方法 [J], 谭文斌;李醒飞;裘祖荣;向红标;张晨阳
5.基于改进LuGre摩擦模型的双旋弹丸固定舵翼滚转位置鲁棒自适应控制算法 [J], 殷婷婷; 贾方秀; 于纪言; 王晓鸣
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基于LuGre摩擦模型的气缸摩擦力特性实验
基于LuGre摩擦模型的气缸摩擦力特性实验陈剑锋;刘昊;陶国良【摘要】为准确测量气缸的实际摩擦力,建立基于伺服电机速度控制的气缸摩擦力测试台,以一无杆气缸为例对其在不同气压、速度下的摩擦力进行测试分析,提出基于LuGre摩擦模型的各个动态和静态参数辨识和建模方法,并进一步研究供气压力和两腔压差对各个参数的影响.研究结果表明,被测气缸的库仑摩擦力、黏性摩擦系数和最大静摩擦力随着供气压力、两腔差压增大而变大;动态参数则与气压关系不大.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2010(036)003【总页数】5页(P55-59)【关键词】气缸;摩擦力;LuGre模型;参数辨识【作者】陈剑锋;刘昊;陶国良【作者单位】浙江大学,流体传动及控制国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,流体传动及控制国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,流体传动及控制国家重点实验室,浙江,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TH138气缸作为气动系统中最常见的执行机构,由于其维护简便、成本相对较低、响应较快、安装灵活简便等特点,广泛应用于诸如包装机械、机床、机器人、食品加工机械等运动控制系统中.然而,气动系统本身有不少不利于精确控制的弱点,其刚度比较差,非线性强.气缸的摩擦力特性,特别是低速状态下的摩擦力特性是影响其非线性的最主要因素之一,研究并掌握其特性对于更精确的伺服控制和爬行预测具有重要的意义[1].近年来研究人员提出许多模型来描述气缸的摩擦力.其中文献[2]提出的LuGre摩擦模型能较真实地描述目前在实验中能观测到的大部分摩擦现象,可以精确描述摩擦力的稳态、瞬态特性,具有数学形式紧凑和物理意义明确的优点.然而,气缸的摩擦力还受到温度、气压等因素的影响,模型中各个参数受实际工况影响变化较大,需要通过实验进行测定.在气缸的摩擦力测试方面,不少研究人员采用诸如出口节流调速等方法来测试气缸摩擦力特性,直接采用气体驱动被测气缸[1,3-4],这种方法的优点是不需在气动伺服系统外另搭测试台.然而,直接用气体驱动难以给被测气缸提供一个稳定的速度,在低速时气缸运行处于爬行状态,速度和摩擦力变化剧烈;在高速运动状态下,气缸则由于启动和停止过程过长,恒速运动段较短,给精确测量带来困难.此外,通过调节气动阀来改变气缸运动速度时,气缸的压力会随之改变,这样实际测得的摩擦力会多引入一项压力带来的变化.为了准确测量气缸的实际摩擦力,本文搭建了一个新型的气缸摩擦力测试台,利用伺服电机驱动被测气缸,对其速度和两腔压力分别单独控制.伺服电机提供给气缸稳定的驱动速度,因此可在较大速度范围内准确测定气缸在不同工况下的摩擦力.本文对一个无杆气缸在此实验台上进行测试,提出根据测试数据辨识其基于LuGre摩擦模型的各个参数的方法,并进一步研究气压等因素对LuGre摩擦模型中各个参数的影响.利用实验数据对气压与摩擦力模型中各参数的关系进行拟合,由此可以得到更符合实际工况的完整模型,这将为气缸的摩擦力模型研究和精确伺服控制奠定基础.1 LuGre摩擦模型对重要的摩擦现象进行准确的数学建模,长久以来一直是摩擦学、机械工程和控制等领域研究的一项重要课题.1995年,法国学者C.Canudas de Wit等人在Dahl模型基础上提出了LuGre模型[2,5-6].LuGre模型将摩擦的接触面看成是在微观下具有随机行为的弹性鬃毛,摩擦力由鬃毛的挠曲产生,其大小为式中:σ0为鬃毛的刚度,σ1为鬃毛的微观阻尼系数,σ2为系统的黏性摩擦系数,状态变量z为鬃毛的平均挠度,v为两表面的相对滑动速度.可以通过设定g(v)的形式来描述Stribeck效应,一种常见的描述形式为式中,Fc为库伦摩擦力,Fs为最大静摩擦力,vs为Stribeck速度.于是稳态摩擦力的大小为LuGre模型中共有6个参数,其中静态参数Fc、Fs、vs和σ2的辨识可以通过测量匀速下的摩擦力与速度的关系求得,而动态参数σ0和σ1的辨识由于引入不可测量的状态变量z比较复杂.LuGre模型用一个一阶微分方程描述了诸多摩擦现象,包括库仑摩擦、黏性摩擦、预滑动、可变静摩擦力、Stribeck效应和摩擦滞后等,包含了实验中能观测到的绝大部分特征.2 实验装置为了准确地测试气缸的摩擦力,本文搭建了如图1所示的实验装置.系统主要由被测气缸及其控制阀、电动伺服系统、数据采集卡和传感器等组成,可同时对活塞速度、两个腔的压力这3个变量进行准确控制.图1 气缸摩擦力测试台Fig.1 Test rig for friction test in pneumatic cylinders1.伺服电机;2.减速箱;3.丝杆缸;4.光栅尺;5.力传感器;6.被测气缸;7、8.压力传感器;9、10.气容;11、12.精密减压阀;13.数据采集卡气缸的运动由伺服电机驱动,与其两腔压力相互独立.伺服电机通过减速箱和丝杆缸减速,丝杆缸的型号是FESTO公司的DGEL-40-3000,其行程有3 m,使得本装置可以对行程很大的气缸进行测试.伺服控制器本身自带对速度的闭环控制,经过丝杆缸减速后能很方便地产生稳定的速度带动气缸运动,实验时能提供的最低稳定速度为0.5 mm/s.为了消除气缸安装径向误差的影响,测试气缸稳态动摩擦力时,a、b间用自由对中件连接;而在测试其动态参数时,则直接进行刚性连接以消除轴向间隙的影响.气缸两腔的压力分别通过精密减压阀来设定.在气缸的进气口和出气口安装有大容量的稳压气容,以减小气缸高速运动时,因高流量需求而造成的压力波动.气缸的位移采用光栅尺测量,测量精度为±5 μ m,量程为2 m.拉压力传感器采用杭州永正的266BH,量程为100 kg,非线性误差小于0.05%FS.气缸两腔压力采用BD SENSORS公司的DMP331测试.计算机与伺服控制器、各传感器之间的通讯通过研华公司的USB-4711A采集卡进行AD/DA转换.根据传感器测得的拉压力F和左右腔的压力p1、p2,以及活塞两侧的有效面积A1、A2可计算出摩擦力 f的大小:为了方便测试,利用Visual C++编写测试软件,实现了在预定气压下自动批量完成多个运行速度的摩擦力测试.3 LuGre模型参数辨识方法本文以FESTO公司的DGPIL-25-300气缸为例,提出了利用上述实验装置测试气缸摩擦力,辨识其摩擦力模型参数的方法.DGPIL-25-300气缸是一种带循环滚珠轴承导向装置的无杆气缸.由于气缸两个方向上的摩擦力特性较为类似,下面只讨论气缸在一个方向上的摩擦力特性.与此同时,为了排除温度的影响,以下所有实验都在室温(20℃)进行.3.1 静态参数的辨识LuGre摩擦模型中的静态参数,可以通过测定气缸稳态摩擦力与速度的关系曲线进行辨识.图1中的a、b间用自由对中件连接,以补偿安装时的径向误差,调节减压阀给气缸两腔分别通以预定压力,计算机控制电动伺服系统带动气缸以给定速度运动,测试气缸的摩擦力.由于行程中间段的速度和气压变化较为平稳,测得的值较为准确,因此取对其平均作为当前气压、速度下的平均摩擦力值.对相同气压下气缸在多个速度下的摩擦力进行测试,可求得气缸的稳态摩擦力与速度之间的关系曲线.图2为气缸两腔气压均直通大气的情况下测得的摩擦力-速度曲线及其拟合曲线.根据最小二乘法原理,可以求出公式(3)中各个静态参数的值,最终得出气缸在此工况下的稳态摩擦力:图2 稳态摩擦力-速度关系测试值和拟合曲线Fig.2 Measured data of static friction vs velocity and its fitted curve3.2 动态参数的辨识气缸的LuGre摩擦力模型中,σ0为密封圈的轴向刚度系数,σ1为密封圈的轴向阻尼系数,z为密封圈的轴向变形.为了辨识其动态参数,必须对气缸启动、停止等动态过程进行测量.图1中的a、b间直接进行刚性连接以消除轴向间隙的影响,控制气缸以0.5 mm/s 的低速作小行程的来回运动.在转向过程中,在很短的一段位移内(＜100 μ m),气缸的驱动力与位移的关系近似线性,如图3所示.可以认定这一段行程中活塞与缸筒之间并没有产生滑动,其位移全部是由于密封圈的变形造成的,称为预位移,即图3 转向过程中的驱动力与气缸位移关系实验曲线Fig.3 Experimental curve of driving force vs displacement during turnabout process由式(1,5)可得式中:m为活动负载的总质量.式(7)表明,预位移过程中,活塞与缸筒间的动态行为与二阶阻尼系统的受迫振动一致,因此可设定σ0和σ1之间的关系为式中:ξ为密封圈相对阻尼比,通常取 0.2＜ξ＜0.7[7],一般气动伺服系统定位过程速度较小,其影响较小.由于转向中速度和加速度都很小,Δ F≈σ0Δx,计算可得此工况下的平均刚度σ0=1.01×106N/m.4 气压对摩擦力模型参数的影响4.1 供气压力对静态参数的影响调节减压阀改变供气压力,给气缸两腔通以相同压力,测试气缸在不同供气压力下的稳态摩擦力-速度曲线.图4为供气压力与被测气缸摩擦力模型各个静态参数的关系.由图可见,随着供气压力的增大,气缸的库仑摩擦力、最大静摩擦力、黏性摩擦系数都随之增大,各个摩擦力分量与供气压力近似成线性关系;Stribeck的速度随之略有减小,当压力变化不是很大时,可将其取平均值作为常数处理.图4 静态参数与供气压力的关系Fig.4 Dependence of static parameters on gas supply pressures4.2 差压对静态参数的影响保持气缸左腔供气压力不变,调节减压阀改变右腔的压力,利用3.1节介绍的方法测试气缸在相同供气压力、不同压差下的摩擦力-速度曲线,并求出摩擦力模型中各个静态参数的值,从而可得到气缸两腔压差与其摩擦力模型静态参数的关系.图5所示为在供气压力为400 kPa下测得的压差与各静态参数的关系.可见,随着气缸两腔压差的增大,库仑摩擦力、黏性摩擦系数和最大静摩擦力均随之接近线性增大.黏性摩擦系数略有增大,而Stribeck速度基本保持不变.图5 静态参数与压差的关系Fig.5 Dependence of static parameters on pressure differential4.3 气压对动态参数的影响对图1中的a、b直接进行刚性连接,对气缸两腔通入相同气压,控制气缸以0.5 mm/s的低速作小行程的往返运动,由此测出各个气压下气缸的瞬态特性.图6所示为采用3.2节的方法,在供气压力分别为0、200、400 kPa时测得的气缸转向时驱动力与位移关系的实验曲线,容易看出:三条曲线起始段基本平行,密封圈刚度不变;而当气压较大时最大预位移也随之变大.这是因为当气压变大时,对密封圈的正压力随之增大,而密封圈刚度与其正压力无关,故动态参数保持基本不变;而当正压力变大时,最大静摩擦力也随之变大,故最大预位移也增大.图6 各个气压下气缸转向时的驱动力-位移关系曲线Fig.6 Relationship between driving force and displacement under different pressures during turnabout process根据上述实验结果,可以得到给定工作压力下被测气缸完整的摩擦力模型:式中:Fss为气缸稳态摩擦力;Fc0、Fs0、σ20为 0 kPa下测得的库仑摩擦力、最大静摩擦力和黏性摩擦系数;k1～k6为拟合系数,ps和Δp分别为供气压力和压差.5 结论与展望1)基于伺服电机驱动的气缸摩擦力测试台,可提供给气缸稳定的驱动速度,能在较大速度范围内准确测定气缸在不同工况下的摩擦力.2)基于测试台测试数据,提出了对气缸LuGre摩擦模型的动、静态参数辨识的方法.3)以一无杆气缸为例,研究了气压对LuGre模型动、静态参数的影响.实验表明,气缸的库仑摩擦力、黏性摩擦系数和最大静摩擦力随着供气压力,或者两腔差压增大而变大;而气压对其动态参数的影响不显著.根据实验结果可以建立气缸在一定温度下完整的摩擦力模型,在实际控制系统中可以用其对摩擦力进行补偿,提高系统精度.4)在实际应用中,对于不同类型的气缸,其摩擦力特性也有所不同,因此最好综合考虑气缸伺服系统的工作范围来设计其摩擦力测试实验.例如,在出口节流调速系统中,供气压力为已知的常值或者变化范围不大,便只需要测定在系统供气压力下,不同差压对各个参数的影响;若系统工作压力范围较大,则可对各参数与气压的关系进行分段线性化,以得到更符合实际情况的摩擦力模型.参考文献:[1］M IYAGI P E,HO RIKAWA O,VILLANI E.ABCM Symposium Series in M echatronics[C].Rio de Janeiro:ABCM,2006:369-376.[2］WIT C C,OLSSON H,ASTROM K J,et al.A new model for control of system with friction[J].IEEE Trans on Automatic Control,1995,40(3):419-425. [3］SCHROEDER L E,SINGH R.Experimental study of friction in a pneumatic actuator at constant velocity[J].Journal of Dynamic Systems,M easurement,and Control,1993,115:575-577.[4］张百海,程海峰,马延峰,等.汽缸摩擦力特性实验研究[J].北京理工大学学报,2005,25(6):483-486.[5］WIT C C,LISCHINSKY P.Adaptive friction compensation with partiallyknown dynamic friction model[J].International Journal of Adaptive Control and Signal Processing,1998,11(1):65-80.[6］刘丽兰,刘宏昭,吴子英,等.机械系统中摩擦模型的研究进展[J].力学进展,2008,38(2):201-213.[7］刘柏希,刘宏昭.基于LuGre摩擦模型的定向井有杆抽油系统动态参数预测[J].石油学报,2008,29(6):938-941.。
基于LuGre模型的液压缸摩擦力修正模型
基于LuGre模型的液压缸摩擦力修正模型王勇勤;张洋;罗远新;宋宗焘【摘要】通过分析液压缸摩擦力的诸多特性，基于LuGre摩擦模型，引入滑动油膜动态特性方程，建立一种液压缸摩擦力新模型。
在Matlab/Simulink中搭建模型原理图，对新模型进行仿真，并与实测数据进行对比。
研究结果表明：建立的液压缸摩擦力新模型能够反映实验中观测到的绝大多数摩擦特性，与实测数据吻合较好，可适用于各种精密液压系统的仿真与控制策略研究中。
%The features of friction phenomenon of hydraulic cylinder were analyzed.Based on LuGre model and consid-ering the hydraulic cylinder friction properties,the hydraulic cylinder friction model was established by introducing the dy-namic characteristics of lubricant film.The principle diagram of the model was set up in the Simulink.The simulation re-sults are consistent with the experimental results,indicating that the new model can reflect the vast majority of the friction characteristics observed in experiment with a high precision.The new model can be used for the simulation of high preci-sion hydraulic system and the research of control strategy.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P6-9)【关键词】液压缸;摩擦力;LuGre模型;动态特性【作者】王勇勤;张洋;罗远新;宋宗焘【作者单位】重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030;重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030;重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030;重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030【正文语种】中文【中图分类】TH117.1摩擦现象普遍存在于运动机械之中，特别是在高精度液压跟踪系统和轧钢机械液压踏步控制系统等高性能液压伺服装置中，摩擦的影响更是占有举足轻重的地位。
基于LuGre模型的路况状态观测器设计
基于LuGre模型的路况状态观测器设计
陈德海;付长胜;王一栋
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2015(000)012
【摘要】为了改善汽车电子稳定效果,以准确识别路面状态参数为目的,利用LuGre 模型设计了新型路况状态观测器.首先用LuGre模型计算出轮胎与地面之间的实时附着力;然后用Lyapunov稳定性理论研究设计完成路况状态观测器,利用该模型中的附着系数确定路面附着状态,以改善汽车电子稳定控制系统效果;最后用仿真分析的方法进行验证.结果表明:设计的新型观测器能够在仅知刹车压力和车轮角速度的状态下更加快速和精确地实时获得道路的状态值,从而能有效地改善汽车ABS和TCS系统控制性能.新型观测器能够更准确识别路面状态参数,具有可靠性与可行性.【总页数】3页(P28-30)
【作者】陈德海;付长胜;王一栋
【作者单位】江西理工大学电气工程与自动化学院;江西理工大学电气工程与自动化学院;江西理工大学电气工程与自动化学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于LuGre模型的轮胎原地转向模型 [J], 庄晔;郭孔辉
2.基于LuGre模型的路况状态观测器设计 [J], 陈德海;付长胜;王一栋;
3.基于LuGre模型的液压缸摩擦力修正模型 [J], 王勇勤;张洋;罗远新;宋宗焘
4.基于LuGre摩擦模型的轮胎稳态模型参数识别 [J], 张鹏;张明;夏群生;何乐
5.基于大规模实景路况与人工智能的交通平台——以实景路况为基础的多层级分布式AI模型与传统建模相结合的交通系统 [J], 毛志坚;戴帅;杨晓光;明扬
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改进LuGre模型的挖掘机器人摩擦补偿控制
改进LuGre模型的挖掘机器人摩擦补偿控制姜金叶;冯浩;常潇丹;殷晨波;曹东辉;李春彪;谢家学【期刊名称】《电子测量与仪器学报》【年(卷),期】2024(38)2【摘要】非线性摩擦会降低挖掘机器人电液伺服系统的动静态性能,引起轨迹爬行、平峰和稳态误差等现象。
经典LuGre摩擦模型仅与速度有关,内部鬃毛状态变量无法准确测量,无法全面描述复杂的挖掘机器人电液伺服系统摩擦特性。
本文综合考虑电液伺服系统位置、速度和方向等信息,设计了一种改进的LuGre摩擦模型,同时引入速度阈值解决了弹性鬃毛平均变形状态观测器不稳定问题。
其次,为了解决传统优化算法陷入局部最优解、收敛速度慢等问题,通过引入惯性权重、异步变化和精英突变操作改进基本粒子群优化算法,以精准快速辨识出改进LuGre摩擦模型中的6个未知参数。
最后,结合辨识出的摩擦模型,基于结构不变性原理设计前馈摩擦补偿控制器,并在23吨挖掘机器人进行了正弦和三角波不同工况下的轨迹跟踪实验。
实验结果表明,传统的比例积分微分控制器跟踪误差最大,三角轨迹最大跟踪误差达到了29.68 mm,基于改进LuGre模型设计的前馈摩擦补偿控制器仅为9.70 mm,误差减小了67.31%,基于改进LuGre模型设计的前馈摩擦补偿控制器可以有效提升挖掘机器人的轨迹跟踪精度。
【总页数】9页(P139-147)【作者】姜金叶;冯浩;常潇丹;殷晨波;曹东辉;李春彪;谢家学【作者单位】南京信息工程大学计算机学院;南京信息工程大学人工智能学院;雄宇重工集团股份有限公司;南京工业大学挖掘机关键技术联合研究所;三一重机有限公司【正文语种】中文【中图分类】TN06;TP27【相关文献】1.基于改进型LuGre模型的自适应滑模摩擦补偿方法2.基于改进遗传算法的LuGre摩擦模型参数辨识及补偿3.基于LuGre模型摩擦补偿的转速复合控制系统4.基于改进LuGre摩擦模型的机器人关节模糊自适应反步控制5.基于改进LuGre 摩擦模型的机器人关节摩擦力辨识研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于LuGre轮胎动力学摩擦模型的路面估计与车辆自适应制动控制
基于LuGre轮胎动力学摩擦模型的路面估计与车辆自适应制
动控制
李欣;程晓鸣
【期刊名称】《传动技术》
【年(卷),期】2007(21)4
【摘要】为了实现车辆的制动最优控制,利用LuGre轮胎动力学摩擦模型,建立车
辆的系统动力学模型,首先分析模型参数对地面附着系数与滑移率关系曲线的影响,
明确所需估计参数;然后对输入压力采取增压、保压、减压三种方式,在车速、轮速、纵向加速度可测的情况下,采用参数自适应算法在线估计路面参数,并基于滑移率设
计制动控制器;最后运用simulink实现车辆的制动过程仿真,得到不同路面的车辆制动输出响应曲线及路面参数估计值,结果表明基于该模型实现车辆制动控制,能使制
动策略适应路面参数的随机及连续变化和地面附着能力随车速的变化情况,以提高
制动效果.
【总页数】6页(P26-31)
【作者】李欣;程晓鸣
【作者单位】上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200240;上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】U463.341+.4
【相关文献】
1.基于LuGre摩擦理论的动态轮胎模型研究 [J], 李胜琴;赵银宝
2.基于LuGre摩擦模型的轮胎多边形磨损机理分析 [J], 李勇;左曙光;雷镭;杨宪武;吴旭东;黄铧
3.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈斌
4.基于LuGre摩擦理论的动态轮胎模型研究 [J], 李胜琴;赵银宝
5.基于LuGre摩擦模型的轮胎稳态模型参数识别 [J], 张鹏;张明;夏群生;何乐
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基于改进型LuGre模型的自适应滑模摩擦补偿方法
基于改进型LuGre模型的自适应滑模摩擦补偿方法谭文斌;李醒飞;裘祖荣;向红标;张晨阳【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】为建立具有良好动态性能的开放式伺服系统，针对自适应摩擦补偿对未知建模误差和扰动抑制能力较弱的问题，提出了一种基于修正黏性摩擦 LuGre 模型的自适应滑模摩擦补偿方法．建立开放式伺服系统的动力学方程，并结合修正黏性摩擦 LuGre 模型，提出伺服系统的状态方程．根据反演设计的思想，设计自适应滑模摩擦控制器以及相应的自适应律和切换函数，并分析了其全局渐进稳定性．通过可编程多轴控制器(PMAC)实现了该补偿控制方案在开放式伺服平台的应用，并通过实验验证了其有效性．实验结果表明：与自适应摩擦补偿相比，该自适应滑模摩擦补偿方案在输入信号为正弦信号时，伺服系统的跟踪误差由±6.9,µm 降低到±4.1,µm．采用该补偿方案可有效地抑制摩擦及其他不确定干扰对伺服系统的不利影响，进一步提高伺服系统的跟踪性能．%In order to establish an open-servo system with good dynamic performance,this paper proposes a adaptive sliding mode compensation method based on modified viscous friction LuGre model. It is applied to solve the problem of adaptive friction compensation in unknown modeling errors and disturbance rejection. Firstly,a dynamic equation of an open-servo system is given and a servo system equation of state based on modified LuGre friction model is es-tablished. Secondly,according to the inversion design,an adaptive sliding friction controller,the corresponding adaptive laws and switching functionsare given. Besides,its global asymptotic stability is analyzed by this method. In the last,a programmable multi-axis controller is utilized to realize the compensation applied to the open-servo platform and demonstrate the validity of the method. Results show that the tracking error of servo system is reduced from ±6.9,µm to ±4.1,µm compared with the conventional adaptive friction compensation,when the input signal is a sinusoidal signal. The proposed method effectively suppresses the adverse effects of friction and other uncertainties on the servo system and improves the tracking performance of the servo system.【总页数】5页(P463-467)【作者】谭文斌;李醒飞;裘祖荣;向红标;张晨阳【作者单位】天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072; 天津商业大学机械工程学院，天津 300131;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072;天津理工大学机械工程学院，天津 300384;天津商业大学机械工程学院，天津300131【正文语种】中文【中图分类】TP273;TH112【相关文献】1.基于LuGre摩擦模型的转台伺服系统自适应摩擦补偿研究 [J], 郭远韬;闵斌;陈斌2.基于 LuGre 摩擦模型的鱼雷舵机伺服控制系统自适应反演滑模控制 [J], 张梦;乔晓君;冯殿震3.基于LuGre模型的反演自适应滑模ABS控制 [J], 于宏啸;段建民;刘丹4.基于修正LuGre模型的反步自适应摩擦补偿控制 [J], 梁青;张剑;王永5.基于LuGre模型的自适应摩擦补偿 [J], 向红标;谭文斌;李醒飞;张晨阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于LuGre摩擦理论的动态轮胎模型研究
基于LuGre摩擦理论的动态轮胎模型研究
李胜琴;赵银宝
【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(031)007
【摘要】基于LuGre动态摩擦理论,建立了用于研究车辆动力学特性的动态轮胎模型,推导了车辆轮胎纵向力和侧向力的表达式,以此作为基础进行整车动力学的模拟仿真.采用遗传算法对轮胎模型中的稳态及动态参数进行辨识,比较分析了模型参数对模型精度的影响.利用Matlab/Simulink建立起自由度整车动力学模型,通过进行转弯制动仿真来对本文所建立的轮胎模型进行了验证.结果表明:本文所建立的动态轮胎模型准确度较好,能够用于车辆动态性能仿真研究.
【总页数】6页(P34-39)
【作者】李胜琴;赵银宝
【作者单位】东北林业大学交通学院,哈尔滨150040;东北林业大学交通学院,哈尔滨150040
【正文语种】中文
【中图分类】U467.4
【相关文献】
1.基于LuGre摩擦模型的轮胎多边形磨损机理分析 [J], 李勇;左曙光;雷镭;杨宪武;吴旭东;黄铧
2.基于LuGre摩擦理论的动态轮胎模型研究 [J], 李胜琴;赵银宝
3.基于ADAMS/MATLAB联合仿真的LuGre动态轮胎模型研究 [J], 郑文刚;路永婕;陈恩利;李韶华
4.基于LuGre摩擦模型的轮胎自振系统数值分析 [J], 黄铧;左曙光;杨宪武;吴旭东;雷镭
5.基于LuGre摩擦模型的轮胎稳态模型参数识别 [J], 张鹏;张明;夏群生;何乐
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文章 编号 ： １ ０ ０ １ —２ ２ ５ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ６ ４—０ ３
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ， ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ — ｔ ｕｒ ｅ ｏｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ— —ｈ ｙｄ ｒ ａ ｕｌ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｅ ｐ ｈｙｄ ｒ ａ ｕｌ ｉ ｃ
系统 的状 态空 间数 学模 型 ， 针 对 系统 中存 在 的摩 擦
非线性 特性 ， 建 立 了基 于 Ｌ ｕ Ｇ ｒ ｅ模 型 的摩 擦 状 态观
测器 ， 并在 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ环境 中进 行 仿 真 分析 。
结果表 明， 系统 具有较 好 的动 态响应 特性 ， 但输 出曲 线上仍 有 一定 的畸 变， 说 明摩擦 阻尼 特 性 是 容 易产
基于 Ｌ ｕ Ｇｒ ｅ 摩擦观测器模型的电液控制 步进缸建模及仿真研究
张 新 宇 ， 宋 锦春 ， 李 松 （ １ ． 东北 大学机械 工程 与 自动化 学院 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ ； ２ ． 辽 宁科技 大学机械 工程 与 自动化 学院 ，
辽宁 鞍 山 １ １ ４ ０ ５ １ ） Ｓｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ Ｍｏ ｄｅ ｌ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ｓｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ— — ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｃｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
关 键词 ： 电液 控 制 步进 缸 ； 状态 空 பைடு நூலகம்数 学 模 型 ；
摩擦 状 态观 测器 ； Ｌ ｕ Ｇｒ ｅ 模 型 中 图分 类号 ： ＴＨ１ ３ ７
文 献标 识码 ： Ａ
ｔ ｅ ｎ ｒ ｕ ｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — ｈｙ ｄｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｔ ｅ ｐｐ ｉ ｎｇ ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ —
Ｌｕ Ｇｒ ｅ Ｆｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏｂｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
Ｚ ＨＡＮＧ Ｘｉ ｎ—ｙ ｕ ， Ｓ ＯＮＧ Ｊ ｉ ｎ—ｃ ｈ ｕ ｎ ， ＬＩ Ｓ ｏ ｎ ｇ （ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ８ １ ９ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ， Ａｎ ｓ ｈ ａ ｎ １ １ ４ ０ ５ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要： 根 据 电液控 制 步进缸 的组 成结 构 ， 建立 了
ｃ ｙ ｌ ｉ ｎｄ ｅ ｒ ｔ ｈｅ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｐａ ｃ ｅ ｍｏ ｄｅ ｌ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ— ｌ ｉ ｓ ｈｅ ｄ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎｇ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｏ ｎｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ — ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ， Ｌｕ Ｇｒ ｅ ｍｏ ｄｅ ｌ ｉ ｓ ａ ｓ — ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｏ ｂｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ ，