摘 要：针对转台位置伺服系统中存在的非线性摩擦环节，设计一种补偿摩擦的滑模控制器。该控制器把摩擦作为系统的有界扰动，利用滑模控制，在仅知道摩擦力矩上界的情况下，对摩擦进行补偿。仿真结果表明,该控制器有效地抑制摩擦力矩的影响，实现高精度的位置跟踪，鲁棒性强。
关键词：滑模控制 转台 摩擦

在具有相对运动的机械系统中，摩擦力是制约系统性能的重要因素。对于转台伺服系统，尤其是立式的转台，由于其机械结构使外环和内环的摩擦死区大，摩擦阻力是低频段主要的非线性干扰，因为被控对象存在非线性，会造成位置跟踪出现“平顶”和速度跟踪出现“死区”的现象，很难用传统的控制方法达到高精度控制。由于这些非线性动态的存在，给转台伺服系统设计带来了参数不确定性，此时造成较大的稳态误差，降低了位置跟踪精度，为了提高系统的控制精度，必须对系统中的摩擦进行补偿。目前，很多控制技术都应用到摩擦补偿中，例如自适应控制，观测器技术，神经网络，滑模控制等。其中较常见的一种方法是基于摩擦模型的补偿控制，需要对摩擦环节建立数学模型，将模型输出作为补偿信号，但在实际中，很难对摩擦建立精确的数学模型。另一种方法是利用自适应方法或干扰观测器来得到摩擦力矩值，引入控制中以抵消摩擦力矩的影响。将滑模变结构控制应用到摩擦补偿的的研究也很多，如文献[2-3]提出的摩擦模型情况下的伺服系统滑模控制的的设计方法。