非线性传输力矩模型建模方法及齿轮波扰动力矩抑制方法

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成果单位：北京理工大学

合作方式：自行实施合作开发技术转让技术许可技术入股

所处阶段：概念

关键词：陀螺框架伺服系统Lagrange方程神经网络算法力矩抑制算法相位超前模型

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

在基于谐波减速器的陀螺框架伺服系统中，传统方法依赖于力矩传感器进行参数辨识，存在反复拆装的问题，且在复杂工况下难以准确获取谐波减速器的非线性传输力矩，影响了框架伺服控制的精度。

解决方案

本发明提出从能量角度入手，基于Lagrange方程在线建立系统模型，避免反复拆装。通过分析传输力矩特性，提取齿轮波力矩数学模型，并采用神经网络算法建立相位超前模型。设计带有相位超前的模型前馈的齿轮波力矩抑制算法，实现了在不借助力矩传感器的情况下，对谐波减速器非线性传输力矩的准确获取和齿轮波力矩的有效抑制。

竞争优势

本发明方法简单有效、易于实现，能够在不依赖于力矩传感器的情况下，准确获取谐波减速器的非线性传输力矩，并针对主要扰动力矩——齿轮波力矩，采用相位超前的基于模型的前馈抑制方法，显著提高了框架伺服控制的精度和稳定性，为高精度框架伺服控制提供了最基本的保障，具有显著的创新性和应用优势。

成果描述

成果公开日期

20241220

所属产业领域

信息传输、软件和信息技术服务业

转化现有基础

1、成果由北京理工大学单独持有；2、本成果已授权专利

转化合作需求

技术许可、合作开发、技术服务和咨询、技术转让等

转化意向范围

可国（境）内外转让

转化预期效益

会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案

项目名称

北京理工大学产业开发研究院

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

本发明提出了一种非线性传输力矩模型建模方法及齿轮波扰动力矩抑制方法，针对基于谐波减速器的陀螺框架伺服系统，仅含有角位置传感器，为避免反复拆装和借助于力矩传感器进行参数辨识，从能量角度入手，基于Lagrange方程在线建立系统模型。并分析传输力矩特性，提取得到齿轮波力矩数学模型，采用神经网络算法建立相位超前模型，并设计带有相位超前的模型前馈的齿轮波力矩抑制算法。本发明方法简单有效、易于实现，能够在陀螺框架系统的复杂工况下不借助于力矩传感器而得到较准确的谐波减速器非线性传输力矩，并针对主要扰动力矩齿轮波力矩采用相位超前的基于齿轮波力矩模型的前馈抑制方法，为高精度框架伺服控制提供了最基本的保障。