不确定机械问题的建模与控制补偿

 

　　非线性摩擦是一种复杂的、非线性的、具有不确 定性的自然现象。为了提高系统性能，必须减小或消 除摩擦对系统性能的不利影响，解决摩擦问题对提高 机电产品性能具有重要意义。从这一实际出发，《不 确定机械问题的建模与控制补偿》(作者王永富)以摩 擦学和非线性控制理论为基础，以非线性摩擦的自适 应模糊建模与控制补偿为研究内容，以减小或消除摩 擦对机械系统性能的影响为目标，以理论研究和实验 相结合为手段，以目前在工程中广泛应用的机械手和 医疗设备为应用对象，研究摩擦的智能建模与控制补 偿的特性，逐步建立摩擦的智能建模与控制补偿的理 论体系，并将研究得出的理论应用于工程实践，力求 *可能降低摩擦所带来的危害及提高设备的控制精 度，进而为提高相关企业产品的技术含量做出努力。
　　《不确定机械问题的建模与控制补偿》可作为机 电行业的从业人员参考使用，也可用为大专院校相关 专业师生的辅助教材。

前言
第1章 非线性摩擦的基础知识
　1．1 机械动力学中的非线性问题
　1．2 非线性摩擦问题
　1．2．1 摩擦的特性
　1．2．2 摩擦的危害
　1．2．3 如何消除摩擦影响
　1．3 非线性摩擦的建模
　1．3．1 摩擦的静态模型
　1．3．2 摩擦的动态模型
　1．3．3 基于智能系统的摩擦模型
　1．3．4 基于数据驱动的摩擦模型
　1．4 非线性摩擦的补偿方法
　1．4．1 基于传统摩擦模型的补偿方法
　1．4．2 非模型的补偿方法
　1．4．3 智能系统的摩擦补偿方法
　1．5 本章小结
　参考文献
第2章 非线性系统的模糊建模方法
　2．1 常用的建模方法
　2．2 模糊建模的基本理论基础
　2．2．1 模糊集合及其表示法
　2．2．2 隶属函数
　2．2．3 模糊规则和模糊推理
　2．2．4 常见的几种模糊系统
　2．2．5 模糊系统的通用逼近性
　2．3 WM算法及需改进的问题
　2．3．1 WM算法的主要步骤
　2．3．2 MW算法需要改进的地方
　2．4 iWM算法及需改进的问题
　2．4．1 iWM算法的主要思想
　2．4．2 iWM算法需改进的问题
　2．5 一种新的DM算法建立模糊模型
　2．5．1 提取完备的模糊规则库
　2．5．2 建立鲁棒模糊模型
　2．5．3 WM和DM算法仿真对比
　2．5．4 iWM和DM算法仿真对比
　2．6 本章小结
　参考文献
第3章 摩擦模糊模型的规则提取与自适应控制补偿
　3．1 现有摩擦模型的不足
　3．2 数据挖掘方法建立摩擦的静态模糊模型
　3．2．1 摩擦实验数据的采集
　3．2．2 摩擦模糊规则库的提取
　3．2．3 建立摩擦的静态模糊模型
　3．3 摩擦模糊模型的自适应机制
　3．4 仿真实验
　3．4．1 系统参数选择
　3．4．2 摩擦建模的模糊规则提取
　3．4．3 摩擦模糊模型的自适应控制补偿
　3．4．4 仿真结果与分析
　3．5 本章小结
　参考文献
第4章 基于两种状态估计的摩擦控制补偿对比
　4．1 问题描述
　4．2 机器人模型
　4．3 PD输出反馈控制
　4．3．1 基于高增益观测器的PD输出反馈控制
　4．3．2 基于数字差分的PD输出反馈控制
　4．3．3 两种方法的仿真对比
　4．4 本章小结
　参考文献
第5章 基于模糊观测器的多摩擦环节建模与控制补偿
　5．1 问题描述
　5．2 模糊观测器现状
　5．3 数学模型
　5．4 多摩擦环节的模糊建模与状态估计
　5．4．1 多摩擦环节的模糊建模
　5．4．2 状态估计与误差系统
　5．4．3 自适应模糊估计器
　5．4．4 有界性分析
　5．4．5 状态估计的仿真
　5．5 鲁棒自适应控制器设计
　5．5．1 控制器设计
　5．5．2 控制器仿真
　5．6 本章小结
　参考文献
第6章 非线性摩擦的双调节模糊建模与鲁棒自适应控制
　6．1 引言
　6．2 不确定机械动力系统
　6．2．1 问题描述
　6．2．2 摩擦模型与补偿
　6．2．3 摩擦模型的辨识与自适应特性
　6．3 摩擦的模糊建模与鲁棒控制
　6．3．1 摩擦的自适应模糊建模方法
　6．3．2 鲁棒控制器设计
　6．4 鲁棒性能指标分析
　6．5 数值结果
　6．5．1 传统摩擦模型的自适应特性
　6．5．2 单参数调节摩擦模糊模型的自适应特性
　6．5．3 双参数调节摩擦模糊模型的自适应特性
　6．6 本章小结
　参考文献
第7章 非线性摩擦诱发的自激振动与主动控制
　7．1 自激振动
　7．2 摩擦诱发的自激振动
　7．2．1 一个典型的数学模型
　7．2．2 摩擦自激振动解析解的争议
　7．2．3 摩擦自激振动的数值分析
　7．3 摩擦自激振动的主动控制
　7．3．1 模糊神经网络建立摩擦模型
　7．3．2 摩擦自激振动的主动控制理论
　7．4 数值结果
　7．4．1 系统参数设置
　7．4．2 模糊神经网络补偿器的初始化设置
　7．4．3 模糊神经网络补偿器的自适应参数
　7．4．4 Coulomb摩擦诱发振动的主动控制
　7．4．5 Stribeck摩擦诱发振动的主动控制
　7．5 本章小结
　参考文献
第8章 机器手实验系统与模糊控制补偿设计实例
　8．1 引言
　8．2 机器手的控制系统结构
　8．2．1 机械子系统的构造
　8．2．2 上位机子系统
　8．2．3 下位机子系统
　8．2．4 电动机驱动子系统
　8．2．5 编码器和电动机子系统
　8．3 机器人的控制方法
　8．3．1 PD基础控制
　8．3．2 模糊补偿控制
　8．3．3 模糊PD控制的实验
　8．4 本章小结
　参考文献
第9章 多任务实时系统设计与控制补偿及其应用
　9．1 嵌入式实时系统
　9．1．1 嵌入式系统
　9．1．2 嵌入式实时系统概念
　9．1．3 嵌入式实时系统的特点
　9．1．4 嵌入式实时系统的分类与调度
　9．1．5 常见的嵌入式实时操作系统
　9．2 实时多任务Linux操作系统
　9．2．1 Linux简介
　9．2．2 嵌入式Linux简介
　9．2．3 嵌入式实时系统RTLinux简介
　9．2．4 嵌入式实时系统RTAILinux简介
　9．3 系统的硬件设计
　9．3．1 PET／CT简介
　9．3．2 PET机电控制系统
　9．4 系统的软件设计
　9．4．1 系统整体结构
　9．4．2 系统软件设计方法
　9．5 信息传递过程实例
　9．5．1 网络传递信息
　9．5．2 信号量传递信息
　9．5．3 邮箱传递信息
　9．6 不确定问题的校正与补偿处理
　9．6．1 间隙补偿与打滑校正
　9．6．2 不确定振动的补偿处理
　9．7 本章小结
参考文献