电液伺服系统摩擦参数辨识与补偿控制

作     者：冯浩 姜金叶 宋倩玉 殷晨波 俞宏福 曹东辉 

作者机构：南京信息工程大学人工智能学院 南京信息工程大学计算机学院 南京工业大学挖掘机关键技术联合研究所 三一重机有限公司 

出 版 物：《振动.测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2024年第05期

页      面：922-927+1037-1038页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52105064) 江苏省基础研究计划自然科学基金面上资助项目(BK20221342) 国家重点研发计划资助项目(2021YFB2011904) 南京信息工程大学科研启动经费资助项目(2021R042) 江苏省研究生实践创新计划资助项目(SJCX23_0401) 

主　　题：电液伺服系统 挖掘机器人 摩擦辨识 遗传算法 

摘      要：针对非线性摩擦造成挖掘机器人电液伺服系统稳态误差和低速爬行的问题，需要精准辨识摩擦以进行摩擦补偿。首先，将Karnopp速度阈值理论引入经典Stribeck模型，建立挖掘机器人电液伺服系统非线性摩擦模型，并根据非对称液压缸力平衡方程建立目标函数，测量不同恒定速度下有杆腔和无杆腔的压力计算实际摩擦力；其次，优化遗传算法的适应度、交叉概率和变异概率，分别采用改进遗传算法和基本遗传算法对摩擦模型中4个未知参数进行辨识；最后，结合前馈补偿控制器进行正弦轨迹跟踪实验。结果表明：所提出的改进遗传算法辨识精度最高，相较于基本遗传算法，模型误差减少了34%;2种摩擦模型下的正弦轨迹跟踪误差分别为26 mm和59 mm，验证了所提出的摩擦模型在提升挖掘机器人性能上的优越性。