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摘 要：針對轉臺位置伺服系統中存在的非線性摩擦環節，設計一種補償摩擦的滑模控制器。該控制器把摩擦作為系統的有界擾動，利用滑模控制，在僅知道摩擦力矩上界的情況下，對摩擦進行補償。仿真結果表明,該控制器有效地抑制摩擦力矩的影響，實現高精度的位置跟蹤，魯棒性強。
關鍵詞：滑模控制 轉臺 摩擦

在具有相對運動的機械系統中，摩擦力是制約系統性能的重要因素。對于轉臺伺服系統，尤其是立式的轉臺，由于其機械結構使外環和內環的摩擦死區大，摩擦阻力是低頻段主要的非線性干擾，因為被控對象存在非線性，會造成位置跟蹤出現“平頂”和速度跟蹤出現“死區”的現象，很難用傳統的控制方法達到高精度控制。由于這些非線性動態的存在，給轉臺伺服系統設計帶來了參數不確定性，此時造成較大的穩態誤差，降低了位置跟蹤精度，為了提高系統的控制精度，必須對系統中的摩擦進行補償。目前，很多控制技術都應用到摩擦補償中，例如自適應控制，觀測器技術，神經網絡，滑模控制等。其中較常見的一種方法是基于摩擦模型的補償控制，需要對摩擦環節建立數學模型，將模型輸出作為補償信號，但在實際中，很難對摩擦建立精確的數學模型。另一種方法是利用自適應方法或干擾觀測器來得到摩擦力矩值，引入控制中以抵消摩擦力矩的影響。將滑模變結構控制應用到摩擦補償的的研究也很多，如文獻[2-3]提出的摩擦模型情況下的伺服系統滑模控制的的設計方法。