摘要为了改善机器人的低速性能，提高伺服系统跟踪精度，对非线性摩擦的影响进行了 分析，并对其特性和补偿方法进行了总结。针对 XY 数控平台系统中存在的非线性摩擦提 出了以下几种进行摩擦补偿和控制的方法。首先利用 PID 控制以及 PID 前馈对该系统中 存在的摩擦环节进行补偿，并将两种补偿方法的效果进行对比，从而证明 PID 前馈在系 统低速时能够更高精度地跟踪给定目标。第二种方案是滑模变结构控制，为了削弱其存 在的不可避免的抖振问题，首先将传统的幂次趋近律改进成双幂次趋近律，然后将传统 的指数趋近律与双幂次趋近律进行线性组合得到快速双幂次趋近律，使得系统无论在距 离切换面较远还是较近时均能够快速收敛。仿真结果表明，基于快速双幂次趋近律的滑 模自适应控制相对于其他几种控制方式能够更好地对摩擦进行补偿，在低速运行时跟踪 精度更高。78760

毕业论文关键词 XY 数控平台 摩擦补偿 PID PID 前馈 滑模自适应 快速双幂次

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title The analysis of friction in industrial robot and the research of low speed and high precision motion control

Abstract In order to improve the low-speed performance of the robot,as well as the tracking precision of servo systems,the influence of nonlinear friction is too important to ignore。 So the characteristic of friction and the compensation methods are summarized。 Based on friction in the XY CNC platform servo system, two kinds of friction compensation are put forward。 The First one is using the traditional PID and PID feed-forward to control the friction。 We can come to the conclusion that PID feed-forward can ensure better tracking precision at low speed。 The second solution is the sliding mode control。In order to weaken the chattering phenomenon,we can combine the traditional exponential reaching law and double exponential reaching law into a fast double power reaching law , which makes the system has rapid convergence ability whenever far away from or close to the sliding mode surface。Simulation results show that the sliding mode adaptive control based on the the fast double exponential reaching law can compensate friction more effectively, as a result of which can ensure higher tracking precision at low speed。

Keywords XY CNC platform friction compensation PID sliding mode adaptive control

目 录

1 绪论 1

1。1 课题背景意义与来源 1

1。2 影响低速性能的因素分析 1

1。3 摩擦力补偿方式概述 2

1。3。1 基于摩擦模型的摩擦补偿 2

1。3。2 基于非模型的摩擦补偿 3

1。3。3 智能控制补偿法 4

1。4 论文结构安排和主要内容 5

2 摩擦特性与摩擦模型 7

2。1