高精度位置伺服系统摩擦补偿控制研究

"实验设备及参数-trading and exchanges market microstructure for practitioners" 文章主要讨论了一种高精度位置伺服系统的摩擦补偿控制方法，适用于学校自制的伺服系统，该系统基于TI公司的MCK2407控制套件和PITTMAN3441无刷直流电机。在伺服系统中，霍尔传感器提供电流和电压反馈，而数字交换装置则用于角位移伺服反馈。文章假设系统机械连接是刚性的，并采用了库仑+粘性摩擦模型来描述速度环中的摩擦效应。 摩擦模型公式为f_c = c_1 * sgn(θ_dot) + c_2 * θ_dot，其中c_1和c_2分别为摩擦系数，可以根据经验设定。在文中，c_1取100，c_2取30。该模型考虑了静摩擦和动摩擦的影响。 作者提出了一种名为名义特性轨迹跟随控制(NCTF)的方法，它不需要精确的控制对象模型，而是依赖于开环试验信息来设计控制器。控制器由名义特性轨迹和补偿器组成，旨在抵消摩擦力矩，提升系统性能。 位置伺服系统在精密加工、半导体制造和机器人等领域有广泛应用。然而，由于摩擦的存在，系统动态和静态性能会受到影响，表现为静差、稳态极限环振荡和低速时的爬行现象。NCTF方法通过补偿器设计，能有效抑制摩擦影响，提高系统精度，加快响应速度，并减少超调。 在仿真分析和实验中，使用了MCK2407控制板和PITTMAN3441电机的系统，结果表明NCTF方法能显著改善摩擦问题，实现高精度、快速响应和低超调的控制效果。 关键词涉及：位置系统、伺服系统、摩擦补偿、PI补偿器。文章强调了摩擦环节对系统性能的影响以及通过新型控制策略来解决这一问题的重要性。