吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (03): 788-0794.

• 论文 • 上一篇    下一篇

板球系统的非线性摩擦补偿控制

王红睿, 田彦涛, 隋振   

  1. 吉林大学 通信工程学院| |长春 130022
  • 收稿日期:2008-04-09 修回日期:2008-06-09 出版日期:2010-05-01 发布日期:2010-05-01
  • 通讯作者: 田彦涛(1958),男,教授,博士生导师.研究方向:复杂系统建模、优化与控制. E-mail:tianyt@jlu.edu.cn
  • 作者简介:王红睿(1980)|男|博士研究生.研究方向:非线性控制|欠驱动控制系统. Email:hongrui.wang.email@gmail.com
  • 基金资助:

    高等学校博士学科点专项科研基金项目 (20060183006)

Nonlinear control for friction compensation of ball and plate system

WANG Hong-rui, TIAN Yan-tao, SUI Zhen   

  1. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022,China
  • Received:2008-04-09 Revised:2008-06-09 Online:2010-05-01 Published:2010-05-01

摘要:

为提高位置控制精度,提出了基于非线性观测器的板球系统摩擦非线性补偿控制方法。在扩展的系统状态空间中构造了非线性状态观测器估计摩擦力。由输入输出精确反馈线性化和最优控制理论设计了考虑摩擦补偿的镇定位置控制器。根据变结构控制理论设计了可精确消除摩擦的跟踪位置控制器。仿真结果说明了上述摩擦非线性补偿控制方法的可行性。镇定控制实验表明非线性摩擦补偿控制明显减小了稳态位置偏差。跟踪控制实验表明摩擦补偿控制明显提高了轨迹跟踪控制精度。

 

关键词: 自动控制技术, 摩擦补偿, 非线性控制, 状态观测器, 板球系统, 扩展卡尔曼滤波器

Abstract:

Nonlinear control methods for friction compensation are proposed to improve the precision of position control of ball and plate system. Friction forces are estimated by a nonlinear state observer constructed in an augmented space. A stabilizing position controller with friction compensation is designed using the methods of input/output precise feedback linearization and optimal theory. A position tracking controller, which eliminates the influence of friction, is designed with the theory of variable structure control. Simulation shows that the proposed nonlinear control methods for friction compensation are feasible. Stabilizing control experiments prove that the proposed methods can significantly reduce the position errors in steady state. Tracking control experiments prove that the proposed methods can significantly improve the tracking accuracy.

Key words: automatic control technology, friction compensation, nonlinear control, state observer, ball and plate system, extended Kalman filter

中图分类号: 

  • TP13
[1] 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3] 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[4] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[5] 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[6] 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[7] 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[8] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[9] 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[10] 何祥坤, 季学武, 杨恺明, 武健, 刘亚辉. 基于集成式线控液压制动系统的轮胎滑移率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 364-372.
[11] 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[12] 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244.
[13] 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
[14] 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885.
[15] 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!