简论舵机谐波传动式电动舵机多级滑模制约及非线性补偿网

论文导读：关键词：电动舵机论文谐波齿轮传动论文非线性补偿论文多级滑模制约论文联合仿真论文本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要5-7Abstract7-10目录10-13图表索引13-16第1章绪论16-30

1.1课题的探讨背景及作用16-172电动舵机的种类及特征

摘要：电动舵机体系是一个高精度宽频带的角位置跟踪伺服体系，其性能直接决定着飞行器制约的动态品质。摩擦和间隙是影响电动舵机体系静动态性能的重要因素，其非线性特性会导致体系的跟踪误差增大、驱动延时、低速“爬行”或极限环振荡等，严重控制了电动舵机体系伺服制约性能的提升。由此，必须采用适当的补偿制约办法，来消除或减小摩擦和间隙所带来的不利影响，从提升体系的跟踪精度。本论文在体系总结相关领域探讨近况的基础上，针对某飞行器论证了一套满足总体技术指标要求的谐波传动式电动舵机案例，并对该体系的多级滑模制约及非线性补偿等关键技术展开了深入探讨，通过仿真分析和测试实验比较验证了该案例的有效性。论文首先确定了电动舵机体系的总体案例，包括采取谐波齿轮-圆锥齿轮相结合的机械传动案例和采取位置-速度双闭环的体系制约案例。对电动舵机体系进行了详细的参数化设计，包括负载分析、负载特性分析和负载匹配分析，确定了体系的最优传动比，并着重简介了伺服电机的参数设计和选型从及谐波传动减速装置的参数设计。在此基础上，对电动舵机体系进行了详细的结构设计和结构改善设计，并对关键结构部分进行了动态仿真分析，结果满足设计要求。为解决因摩擦和间隙非线性影响而导致体系跟踪精度不高等不足，论文对电动舵机体系中摩擦和间隙非线性进行了辨识及补偿探讨。针对位置-速度双闭环PI制约的电动舵机体系，建立了基于LuGre摩擦和迟滞间隙的数学模型；依据模型采取前馈补偿办法对体系中的摩擦进行补偿，同时采取逆模型办法对体系中的间隙进行补偿制约。实验结果表明，补偿后体系的最大位置跟踪误差由原来的0.166°减小到了0.096°，最大速度跟踪误差由原来的2.723rpm减小到了0.393rpm。本论文提出的辨识测试办法能够精确地获得摩擦和间隙模型，基于该模型的补偿能够有效地提升电动舵机体系的跟踪精度。为进一步提升体系的跟踪精度，论文对电动舵机体系的多级滑模制约对策进行了探讨。建立了谐波传动式电动舵机多级串关系统的数学模型，针对该模型设计了多级滑模制约器，并采取RBF神经网络对体系内的摩擦和间隙进行了在线自适应逼近，解决了传统滑模制约中必定有着的“抖振”不足，并使用该多级滑模制约办法与PI制约非线性补偿办法进行了数值仿真比较。结果表明，采取该多级滑模制约办法时，体系的位置和速度跟踪稳态误差均接近于0，这说明了该制约办法能够对体系中的非线性因素起到更好的抑制意义，以而可使电动舵机体系的伺服制约性能得到进一步提升。最后，论文基于RecurDyn与Matlab/Simupnk软件对刚柔耦合谐波传动式电动舵机体系进行了机械动力学-制约体系的联合仿真。建立了位置-速度双闭环制约框图，采取非线性制约设计模块NCD与优化函数相结合的办法，实现了PI制约器参数的整定和优化，并对电动舵机虚拟样机进行了仿真测试，结果满足总体指标要求。通过使用在Matlab/xPC环境下建立的半实物仿真实验平台，对谐波传动式电动舵机的各项技术指标进行了实验测试。由实验结果可知，体系的最大舵面偏转角可达到±20°，最大舵面偏转角速度大于150°/s，最大输出铰链力矩可达到15N·m，体系带宽不小于25Hz，跟踪误差不超过0.1°，这说明所研制的谐波传动式电动舵机的各项性能指标都达到了总体技术指标要求。探讨表明，所提出的谐波传动式电动舵机案例是可行的，论文探讨成果对今后谐波传动式电动舵机的探讨和研制工作都具有一定的借鉴意义。关键词：电动舵机论文谐波齿轮传动论文非线性补偿论文多级滑模制约论文联合仿真论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要5-7
Abstract7-10
目录10-13
图表索引13-16
第1章 绪论16-30

1.1 课题的探讨背景及作用16-17

1.2 电动舵机的种类及特征17-19

1.3 电动舵机技术的探讨概况及进展走势19-23

1.3.1 电动舵机技术的探讨概况19-20

1.3.2 电动舵机技术的进展走势20-23

1.4 其他相关领域的探讨概况23-28

1.4.1 谐波齿轮传动技术的探讨概况23-25

1.4.2 非线性补偿技术的探讨概况25-28

1.5 本论文论文导读：真97-1005.2.1联合仿真建模97-995.2.2联合仿真结果分析99-1005.3电动舵机体系半实物仿真实验100-1045.3.1半实物仿真实验平台搭建100-1015.3.2电动舵机体系性能测试101-1045.4本章小结104-106第6章总结与展望106-1106.1全文总结106-1076.2论文的创新性工作107-1086.3工作展望108-110参考文献110-118在学期间学术成
主要工作及内容安排28-30
第2章 电动舵机体系设计与分析30-68

2.1 引言30

2.2 总体设计要求和主要技术指标30-31

2.1 总体设计要求30

2.2 主要技术指标30-31

2.3 电动舵机体系总体案例设计31-34

2.3.1 电动舵机体系的传动案例31-33

2.3.2 电动舵机体系的制约案例33-34

2.4 电动舵机体系参数化设计34-61

2.4.1 电动舵机体系负载、负载特性及负载匹配分析34-39

2.4.2 电动舵机体系最大负载力矩的影响因素39-46

2.4.3 伺服电机的参数设计及选型46-50

2.4.4 谐波传动减速装置的参数设计50-61

2.5 电动舵机体系结构设计与分析61-66

2.5.1 谐波传动减速装置结构设计极为改善设计61-63

2.5.2 谐波齿轮传动的动态仿真分析63-66

2.6 本章小结66-68

第3章 电动舵机体系非线性补偿探讨68-82

3.1 引言68

3.2 电动舵机体系非线性探讨案例68-70

3.

2.1 体系非线性来源68-69

3.

2.2 体系非线性探讨案例69-70

3.3 电动舵机体系非线性数学建模70-72

3.1 体系非线性数学模型70

3.2 LuGre 摩擦模型70-71

3.3 迟滞间隙模型71-72

3.4 电动舵机体系非线性辨识72-77

3.4.1 LuGre 摩擦参数辨识72-75

3.4.2 间隙测试75-77

3.5 电动舵机体系非线性补偿仿真及实验77-80

3.5.1 非线性补偿仿真77-78

3.5.2 非线性补偿实验78-80

3.6 本章小结80-82

第4章 基于自适应 RBF 神经网络的电动舵机体系多级滑模制约探讨82-96

4.1 引言82

4.2 电动舵机多级串关系统的数学模型82-86

4.3 基于自适应 RBF 神经网络的多级滑模制约器设计86-90

4.

3.1 基于 RBF 神经网络的不确定项自适应逼近86-88

4.

3.2 多级滑模制约器设计88-89

4.

3.3 体系稳定性分析89-90

4.4 数值仿真及结果分析90-93

4.5 本章小结93-96

第5章 电动舵机体系机械-制约联合仿真及半实物仿真实验96-106

5.1 引言96-97

5.2 电动舵机体系机械-制约联合仿真97-100

5.

2.1 联合仿真建模97-99

5.

2.2 联合仿真结果分析99-100

5.3 电动舵机体系半实物仿真实验100-104
5.

3.1 半实物仿真实验平台搭建100-101

5.

3.2 电动舵机体系性能测试101-104

5.4 本章小结104-106
第6章 总结与展望106-110

6.1 全文总结106-107

6.2 论文的创新性工作107-108

6.3 工作展望108-110

参考文献110-118
在学期间学术成果状况118-120
指导教师及作者介绍120-122
致谢122