[发明专利]带有动态摩擦补偿的伺服系统自适应鲁棒控制器

权利要求书

1.一种带有动态摩擦补偿的伺服系统自适应鲁棒控制器，其特征在于：包括参数自适应调整模块、动态摩擦补偿器、鲁棒控制模块、加法器与减法器；其中，所述参数自适应调整模块包括回归向量产生模块和自适应律模块；

所述减法器，用期望位置x_1d减去被控对象位置的测量值x₁，得到跟踪误差e₁，将其发送给参数自适应调整模块和鲁棒控制模块；

所述参数自适应调整模块，用于在线调整动态摩擦补偿器的参数；

其中，所述回归向量产生模块，用于根据被控对象转速的测量值x₂与动态摩擦补偿器输出的摩擦补偿量u_a，实时地计算出由LuGre动态摩擦模型Lipschitz系数构造的回归向量所述自适应律模块，用于根据回归向量产生模块给出的回归向量以及所述跟踪误差e₁，实时计算含有投影算子的自适应律，利用该自适应律在线调整动态摩擦补偿器参数，将调整后的动态摩擦补偿器参数发给所述动态摩擦补偿器；

所述动态摩擦补偿器，用于根据所述动态摩擦补偿器参数和测得的被控对象转速x₂，实时计算摩擦补偿量μ_a，并发送给加法器和参数自适应调整模块；

所述鲁棒控制模块，用于根据所述跟踪误差e₁获得鲁棒控制量u_s；

所述加法器，用于将摩擦补偿量u_a和鲁棒控制量u_s相加，得到总控制量，发送给被控对象；

2.如权利要求1所述的带有动态摩擦补偿的伺服系统自适应鲁棒控制器，其特征在于：动态摩擦模型Lipschitz系数L(x2)满足如下约束：

-eϵ∂eϵ∂e2Tfn(x2,σ0z,β)]]>

≤eϵ∂eϵ∂e2sgn(e2)TmaxLT(x2)(β-βmin)+eϵ∂eϵ∂e2sgn(e2)Tmaxf(x2,βmin)]]>

上式中，e_ε为e₂的过原点递增函数，为与跟踪误差e₁有关的中间变量，k_p为角度调节的增益系数；

T_fn(x₂，σ₀z，β)为LuGre动态摩擦模型的非线性部分，z为动态摩擦的内部状态，σ₀代表接触面刚毛的硬度，T_max为已知的最大静摩擦的上界，β为LuGre动态摩擦模型中非线性参数化的参数向量，β_min＝[β_1min，β_min，β_3min，β_4min]^T为β的最小值，β_jmin为β_j的已知下界，j＝1，...，4，J为电机轴与负载的总惯量，ω_s为Stribeck速度，σ₁为接触面刚毛的阻尼系数，T_c与T_s分别为库仑摩擦与静摩擦的幅值；

f(x₂，β_min)为描述摩擦Stribeck效应的非线性函数，定义为：

f(x2,βmin)=β1min[1+β2min|x2|1+(β3min-1)e-β4minx22].]]>

3.如权利要求1所述的带有动态摩擦补偿的伺服系统自适应鲁棒控制器，其特征在于：所述动态摩擦补偿器包括非线性参数化模型补偿模块、线性参数化模型补偿模块和相加模块；

所述非线性参数化模型补偿模块，用于根据所述动态摩擦补偿器参数和测得的被控对象转速x₂，实时计算摩擦补偿量的非线性部分，产生非线性补偿量；

所述线性参数化模型补偿模块，用于根据所述动态摩擦补偿器参数和测得的被控对象转速x₂，实时计算摩擦补偿量的线性部分，产生线性补偿量；

所述相加模块，用于将所述非线性补偿量和所述线性补偿量相加，得到摩擦补偿量u_a。