连续回转电液伺服马达摩擦特性控制策略研究

发布时间：2020-10-20 23:50

　　 连续回转电液伺服马达是航空航天制导系统的核心设备,高性能的连续回转马达要求具有良好的超低速、高频响、宽调速、高精度的特点,而实际中由于连续回转马达电液伺服系统存在摩擦干扰、泄漏、振动噪声以及高度非线性和不确定因素,严重影响了连续回转马达电液伺服系统低速稳定性。因此,本文针对摩擦干扰对系统低速性能的影响进行控制策略的研究,并设计适用于连续回转马达电液伺服系统的控制器,以改善由摩擦引起的非线性和不确定性因素对系统性能的影响。在查阅大量国内外相关文献的基础上,简述连续回转马达,电液伺服系统的关键技术和核心控制理论,以及摩擦模型的国内外研究进展及常用的摩擦补偿策略。首先建立电液伺服系统传统数学模型,针对摩擦干扰问题提出一种新型的Pol-Ind摩擦模型,对连续回转电液伺服马达进行实验数据采集,并利用改进粒子群优化算法对Pol-Ind摩擦模型进行参数辨识,获得连续回转马达电液伺服系统摩擦力矩的精确数学模型。其次针对连续回转马达电液伺服系统存在高度非线性因素的影响,提出一种自校正小波神经网络控制策略,并采用Adam优化算法对小波基函数中的尺度因子和位移因子进行梯度寻优,设计自校正小波神经网络控制器,通过仿真与基于人群搜索优化的PID控制进行对比研究。然后针对系统动态不确定性,参数摄动以及摩擦泄漏等非线性因素对连续回转马达电液伺服系统鲁棒性和低速性的影响,提出一种具有Adaboost预测的连续回转马达电液伺服系统鲁棒控制策略。通过与自校正小波神经网络控制器仿真对比研究,验证该鲁棒控制器的可行性。最后搭建连续回转马达电液伺服系统实验台,利用C++Builder编写基于Adaboost预测鲁棒控制器的控制程序,通过实验得到正弦输入信号的响应特性曲线,并与仿真结果对比,验证本文所设计的基于Adaboost预测鲁棒控制器的有效性和正确性。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH117.1;V448.2
【部分图文】：

Fig.3-15 The response characteristic curve of inp，在基于人群搜索的 PID 控制作用下，稳态误差，且趋近稳态时间较长，响应速神经网络控制作用下，系统具有较高的消除了系统的稳态误差。因此，通过对比系统满足斜坡响应的性能要求。仿真研究ID 控制、自校正小波神经网络控制作用下分别为不同频率，幅值为 1°的正弦输入信应曲线、图 b)为局部放大示意图，实线表自校正小波神经网络控制作用下的正弦输人群搜索的 PID 控制作用下的响应。进行正弦系统仿真时，选择的量化指标信号的幅值误差不超过 10%，相位滞后不在基于 Adam 优化的自校正小波神经网络

连续回转马达电液伺服系统的精确控制。仿真研究低速跟随性能，采用输入信号为 0.001°/s 的经网络控制器与基于 Adaboost 预测鲁棒达电液伺服系统的斜坡响应特性曲线如图对比效果图，小图为其局部放大图。曲线成的误差带，细实线为斜度为 0.001°/s 的斜经网络控制作用下的输出响应曲线，虚线用下电液伺服系统的输出响应曲线。
【参考文献】

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本文编号：2849329