发射装置伺服系统的摩擦补偿及高精度控制策略研究

发布时间：2023-04-27 03:52

　　本文以国家自然基金项目为背景,开展了发射装置伺服系统的摩擦补偿及高精度控制方法研究,主要在以下几个方面展开研究工作:(1)建立发射装置伺服系统的数学模型。介绍了发射装置伺服系统的组成及工作原理,建立了永磁同步电机的数学模型以及发射装置伺服系统的数学模型。接着对发射装置伺服系统的电流环、速度环和位置环进行设计分析。最后结合位置环控制器,深入的分析了摩擦对位置伺服系统的影响,为后续高性能控制策略的设计奠定了基础。(2)基于摩擦状态观测器的鲁棒自适应控制策略研究。针对LuGre摩擦模型中不可测量的摩擦状态,分别设计了两种鬃毛观测器。一种是基于不连续映射和光滑传递函数,提出的一种改进的状态观测器,解决了传统鬃毛观测器在高速下导致的系统不稳定问题;另一种是利用神经网络的万能逼近特性,设计神经网络鬃毛观测器,相比第一种观测器观测精度更高,而且具有很强的自学习、自适应的独特优势。其次在状态观测器的基础上,融合鲁棒自适应控制的思想,完美解决未知的摩擦系数、负载转矩以及外部时变扰动等问题。(3)基于摩擦整体逼近的智能复合控制策略研究。为了既能摆脱摩擦复杂数学模型的束缚,又能设计出同样满足高性能要求的控制...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文选题的背景和意义
    1.2 摩擦及控制研究的发展现状
        1.2.1 摩擦动态过程及特性
        1.2.2 摩擦模型的发展
        1.2.3 摩擦补偿的研究现状
    1.3 主要研究内容和结构
    1.4 本章小结
2 发射装置伺服系统建模
    2.1 引言
    2.2 发射装置伺服系统的组成及工作原理
    2.3 发射装置伺服系统数学模型
        2.3.1 永磁同步电机的数学模型
        2.3.2 永磁同步电机的矢量控制
        2.3.3 发射装置伺服系统的数学模型
    2.4 发射装置伺服系统三环控制设计
    2.5 摩擦对发射装置伺服系统的影响
    2.6 本章小结
3 基于摩擦状态观测器的鲁棒自适应控制策略设计
    3.1 引言
    3.2 基于LuGre摩擦模型的发射装置伺服系统模型分析
    3.3 基于非线性观测器的鲁棒自适应控制策略设计
        3.3.1 控制器的设计
        3.3.2 性能定理及稳定性分析
        3.3.3 仿真实例
    3.4 基于神经网络观测器的鲁棒自适应控制策略设计
        3.4.1 控制器的设计
        3.4.2 性能定理及稳定性分析
        3.4.3 仿真实例
    3.5 本章小结
4 基于摩擦整体逼近的智能复合控制策略设计
    4.1 引言
    4.2 智能复合控制策略简介
    4.3 基于RBF神经网络的自适应鲁棒控制器设计
        4.3.1 控制器的设计
        4.3.2 性能定理及稳定性分析
        4.3.3 仿真实例
    4.4 基于多层神经网络的自适应鲁棒控制器设计
        4.4.1 控制器的设计
        4.4.2 性能定理及稳定性分析
        4.4.3 仿真实例
    4.5 本章小结
5 发射装置伺服系统实验研究
    5.1 引言
    5.2 发射装置伺服系统实验平台组成
    5.3 发射装置伺服系统软件设计
    5.4 系统实验
        5.4.1 性能指标
        5.4.2 阶跃响应实验
        5.4.3 正弦跟踪实验
    5.5 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 论文的主要创新点
    6.3 工作展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3802812