基于模型参考自适应控制的转台控制技术研究

发布时间：2017-10-18 02:10

  本文关键词：基于模型参考自适应控制的转台控制技术研究

  更多相关文章： 伺服转台 模型参考自适应控制 Lyapunov稳定性理论 Popov超稳定性理论

【摘要】：本文从对国内外研究现状的介绍开始,针对国内伺服转台控制系统跟踪精度与跟踪速度不足的问题,提出使用自适应控制的方法对伺服转台进行控制。随后简要介绍了伺服转台控制系统的内部结构以及直流电机的调速方法,并通过计算推导,得出了转台的数学模型。为了体现自适应控制系统的优点,文中首先采用频率特性法设计了伺服转台的双闭环控制系统,并通过Matlab仿真软件,绘制了控制系统的开环bode图和单位阶跃响应图,通过分析,能够看出该系统可以稳定工作,然而系统的准确性和快速性方面还有不足,同时只能针对单一对象进行控制,无法解决随机性和非线性等问题。接下来,针对传统控制系统的不足之处,文中提出分别基于Lyapunov稳定性理论和Popov超稳定性理论设计两种自适应控制器的设计方案。通过对仿真结果的分析,可以看出,基于Lyapunov理论的自适应控制器,在控制精度和速度方面有了一定的提高,同时,对于系统输入和被控对象的变化也具有良好的适应性。而基于Popov理论的自适应控制器不仅在上述各方面性能良好,同时,当参考模型发生改变时,该控制系统依然能够很好的完成跟踪控制。
【关键词】：伺服转台 模型参考自适应控制 Lyapunov稳定性理论 Popov超稳定性理论
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM921.54
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 本课题的研究意义及背景8-10
• 1.1.1 本课题的研究意义8
• 1.1.2 本课题的研究背景8-10
• 1.2 本课题的研究现状10-13
• 1.2.1 国外转台研究现状11-12
• 1.2.2 国内现状12-13
• 1.3 本文的主要内容及总体安排13-15
• 第二章 伺服转台控制系统15-31
• 2.1 前言15
• 2.2 直流电机调速15-20
• 2.2.1 直流脉宽调速的优点16-17
• 2.2.2 脉宽调制变换17-20
• 2.2.3 单极式PWM功放20
• 2.2.4 受限单极式PWM功放20
• 2.3 伺服转台控制系统的精度20-23
• 2.4 数学模型的建立23-30
• 2.4.1 速度回路设计25-27
• 2.4.2 位置回路设计27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 基于Lyapunov理论的自适应控制器设计31-40
• 3.1 前言31-32
• 3.2 Lyapunov稳定性理论32-34
• 3.2.1 Lyapunov稳定性理论基本概念32-33
• 3.2.2 Lyapunov间接法的相关定理33-34
• 3.3 基于Lyapunov的自适应控制律推导34-36
• 3.4 Lyapunov控制系统仿真实验36-38
• 3.4.1 输入为单位阶跃信号控制的仿真结果37
• 3.4.2 输入为正弦信号控制系统的仿真结果37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 基于Popov超稳定性理论的自适应控制器设计40-55
• 4.1 前言40
• 4.2 Popov超稳定性设计理论基础40-44
• 4.2.1 正实函数及其性质40-41
• 4.2.1.1 实函数的正实性40-41
• 4.2.1.2 关于正实矩阵和严格正实矩阵的定义41
• 4.2.2 Kalman·Jakopovic·Popov正实引理41-42
• 4.2.3 正定积分核和正动态系统的相关计算与设计42-43
• 4.2.4 Popov超稳定性理论43-44
• 4.3 控制系统设计44-49
• 4.3.1 构造控制器44-45
• 4.3.2 自适应模型跟随控制律45-49
• 4.4 Popov控制系统仿真实验49-54
• 4.4.1 输入为单位阶跃信号控制系统的仿真结果50-52
• 4.4.2 输入为正弦信号控制系统的仿真结果52-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 结论分析与前景展望55-56
• 5.1 结论分析55
• 5.2 前景展望55-56
• 参考文献56-58
• 附录58-62
• 作者简介及科研成果62-63
• 致谢63

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本文编号：1052337