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ゲインスケジューリングを用いた空気圧サーボ系の動摩擦補償制御

使用增益调度的气动伺服系统动摩擦补偿控制

基本信息

批准号：
13750200
负责人：
小嵜貴弘
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hiroshima City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

空気圧シリンダを利用した駆動システムでは,低速度で動作する場合,スティックスリップが発生して動作が断続的となる.そのため,スティックスリップの発生は特にサーボ機構を構成して中間位置停止を行う際に精密動作を妨げ,停止精度の著しい劣化の因となる.本研究では,位置決めのための空気圧サーボ系に対するスティックスリップの低減化を目的としたゲインスケジューリング制御,及びスティックスリップの発生に関する条件の導出を試みた.スティックスリップは摺動部の摩擦特性に大きく依存する.そこで,空気圧サーボ系の設計においては,摩擦特性の動的変動を考慮に入れ,摩擦力-速度特性曲線のこう配を時変パラメータとして扱い,線形パラメータ可変システムを構成した.さらに,この時変パラメータを直接測定することが困難なため,実験的に求めた摩擦モデルを取り入れてオンラインで推定できるようにし,それに応じて摩擦特性の変化に対応できるようなコントローラをスケジューリングすることで求め,スティックスリップの発生による性能劣化の抑制を図った.提案手法では,実験により固定ゲインの制御と比較すると,特に摩擦特性が非線形となる低速域での応答が改善され,目標値付近においてスティックスリップの抑制が実現された.また,空気圧駆動系のスティックスリップを解明するため,系の安定性とスティックスリップの発生条件について検討を行った.まず,摩擦特性を速度の任意関数として系の不安定領域と不安定化の要因の特定を試み,系の安定性が摩擦力-速度特性曲線のこう配に依存することを確認した.次いで,シミュレーションにより系の挙動を調べ,それをもとにスティックスリップの発生条件を導出し,実験結果との対比の結果,スティックスリップの発生は主としてシリンダ室内圧力の変動の度合と系の減衰性により判断できることを示した.

When the air pressure is used, the engine starts to operate at a low speed, and the engine starts to operate at a low speed. The structure of the mechanism is composed of a central position, a stop position, a precise movement, and a stop accuracy deterioration. This study attempts to derive the conditions related to the occurrence of the position decision and the reduction of the air pressure in the system. The friction characteristics of the rotating parts are greatly dependent. In this paper, the design of air pressure system is considered, the dynamic change of friction characteristics is considered, and the friction force-speed characteristic curve is composed of different time distribution and linear shape. In addition, it is difficult to determine the friction characteristics directly, and it is difficult to determine the friction characteristics directly. The proposed method is to improve the non-linear and low-speed response of friction characteristics, especially in the near future. The stability and development conditions of air pressure dynamic system are discussed. An arbitrary relationship between the friction characteristics and the velocity is determined by the stability of the system. In the second place, the system's movement is adjusted, and the conditions for the occurrence of the temperature rise are derived. The results of the comparison are shown in the determination of the temperature rise of the main indoor pressure and the degree of change of the system's attenuation.