基于ESO的仿真转台性能提升方法研究
发布时间：2022-12-18 21:54
自抗扰控制是一种不依赖于精确模型且具有较强抗扰性能的控制策略,其通过扩张状态观测器（ESO）观测并补偿串联积分型以外的扰动,因此ESO的扰动观测精度决定了扰动的补偿效果。然而经典ESO在仿真转台上应用时,存在补偿量较大、抗扰性能有限的问题,限制了它的性能和应用场景。本文以提升仿真转台抗扰性能为目标,在利用模型信息改进ESO结构的基础上,提出了一种ESO与传统频域控制相结合的仿真转台性能提升方法,并针实际应用中存在的问题,给出了一系列改进方案,主要包括以下几个方面:首先,给出了仿真转台的结构和机理模型,详细分析了实际系统中存在的模型摄动和外部扰动以及它们对系统性能的影响,说明了应用ESO提升转台性能的合理性。其次,针对经典ESO将系统补偿成串联积分型可能导致扰动补偿量过大的问题,并考虑到仿真转台标称模型的可用性,设计了一种与其模型结构和参数相匹配的四阶ESO,以提升扰动的观测性能和补偿效果。通过大量对比仿真,充分验证了四阶ESO的优越性。再次,研究了以观测带宽为性能指标的ESO参数整定方法。为兼顾带宽拓展与噪声抑制,设计了基于四阶切比雪夫滤波器的ESO参数整定方法,解决了四阶ESO参数较...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 转台伺服系统性能的研究现状及分析
1.2.1 转台伺服系统高动态问题研究现状
1.2.2 转台伺服系统低速问题研究现状
1.2.3 自抗扰控制的研究现状及分析
1.3 论文的主要研究内容及章节安排
第2章 仿真转台建模及扰动分析
2.1 引言
2.2 仿真转台伺服控制系统模型建立
2.3 仿真转台中存在的扰动分析
2.4 本章小结
第3章 基于转台模型的ESO结构设计
3.1 引言
3.2 基于模型信息的三阶ESO设计及仿真
3.3 基于转台模型的四阶ESO设计及仿真
3.4 本章小结
第4章 ESO的参数配置方法对比研究
4.1 引言
4.2 基于极点配置法的ESO参数整定方法
4.3 基于切比雪夫滤波器的ESO参数整定方法
4.4 基于转台模型的四阶ESO参数整定方法
4.5 本章小结
第5章 基于SESC的ESO参数在线优化方法
5.1 引言
5.2 ESO的参数在线优化问题分析
5.3 滑模极值搜索控制方法原理
5.3.1 基本原理
5.3.2 参数选取原则
5.4 基于SESC的ESO参数在线优化方法设计
5.4.1 基于相关辨识的幅相特性提取方法
5.4.2 性能评价函数及优化流程设计
5.5 仿真结果与分析
5.5.1 线性转台模型仿真结果与分析
5.5.2 非线性转台模型仿真结果与分析
5.6 本章小结
第6章 基于ESO的性能提升方法实现与应用
6.1 引言
6.2 ESO辅助设计软件开发
6.2.1 转台调试助手程序升级
6.2.2 ESO辅助设计软件开发
6.3 基于ESO的频域控制方案对比实验
6.3.1 应用ESO的频域控制器与经典频域控制器对比实验
6.3.2 不同结构ESO的对比实验
6.3.3 ESO参数整定方法对比实验
6.3.4 ESO参数在线优化方法实验验证
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种兼顾带宽拓展和噪声抑制的ESO参数整定方法[J]. 陈松林,王鑫,何宗儒. 控制与决策. 2018(10)
[2]电液伺服加载系统的鲁棒自适应PID控制方法[J]. 赵孟文,高俊峰,戈源. 电子设计工程. 2017(13)
[3]自抗扰控制:研究成果总结与展望[J]. 李杰,齐晓慧,万慧,夏元清. 控制理论与应用. 2017(03)
[4]扩张状态观测器在低速大转矩转台中的应用[J]. 夏冰,王晶晶,金龙旭,张柯,韩双丽. 电光与控制. 2016(07)
[5]三阶扩张状态观测器的优化参数配置方法[J]. 陈松林,赵海香. 控制与决策. 2014(10)
[6]滑模控制和自抗扰控制的研究进展(英文)[J]. 夏元清,付梦印,邓志红,任雪梅. 控制理论与应用. 2013(02)
[7]根据系统时间尺度整定自抗扰控制器参数[J]. 李述清,张胜修,刘毅男,周帅伟. 控制理论与应用. 2012(01)
[8]基于参考输入学习的永磁同步电机高精度位置伺服系统[J]. 李兵强,吴春,林辉. 中国电机工程学报. 2012(03)
[9]基于干扰观测器的高性能转台伺服系统内模控制方法研究[J]. 黄延福,吴云洁,刘柏廷. 系统仿真学报. 2011(08)
[10]时滞对象的自抗扰控制[J]. 韩京清. 控制工程. 2008(S2)
博士论文
[1]支持向量机回归算法与应用研究[D]. 李海生.华南理工大学 2005
硕士论文
[1]超低速转台控制方法的研究与实现[D]. 钟于义.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3722834
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 转台伺服系统性能的研究现状及分析
1.2.1 转台伺服系统高动态问题研究现状
1.2.2 转台伺服系统低速问题研究现状
1.2.3 自抗扰控制的研究现状及分析
1.3 论文的主要研究内容及章节安排
第2章 仿真转台建模及扰动分析
2.1 引言
2.2 仿真转台伺服控制系统模型建立
2.3 仿真转台中存在的扰动分析
2.4 本章小结
第3章 基于转台模型的ESO结构设计
3.1 引言
3.2 基于模型信息的三阶ESO设计及仿真
3.3 基于转台模型的四阶ESO设计及仿真
3.4 本章小结
第4章 ESO的参数配置方法对比研究
4.1 引言
4.2 基于极点配置法的ESO参数整定方法
4.3 基于切比雪夫滤波器的ESO参数整定方法
4.4 基于转台模型的四阶ESO参数整定方法
4.5 本章小结
第5章 基于SESC的ESO参数在线优化方法
5.1 引言
5.2 ESO的参数在线优化问题分析
5.3 滑模极值搜索控制方法原理
5.3.1 基本原理
5.3.2 参数选取原则
5.4 基于SESC的ESO参数在线优化方法设计
5.4.1 基于相关辨识的幅相特性提取方法
5.4.2 性能评价函数及优化流程设计
5.5 仿真结果与分析
5.5.1 线性转台模型仿真结果与分析
5.5.2 非线性转台模型仿真结果与分析
5.6 本章小结
第6章 基于ESO的性能提升方法实现与应用
6.1 引言
6.2 ESO辅助设计软件开发
6.2.1 转台调试助手程序升级
6.2.2 ESO辅助设计软件开发
6.3 基于ESO的频域控制方案对比实验
6.3.1 应用ESO的频域控制器与经典频域控制器对比实验
6.3.2 不同结构ESO的对比实验
6.3.3 ESO参数整定方法对比实验
6.3.4 ESO参数在线优化方法实验验证
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种兼顾带宽拓展和噪声抑制的ESO参数整定方法[J]. 陈松林,王鑫,何宗儒. 控制与决策. 2018(10)
[2]电液伺服加载系统的鲁棒自适应PID控制方法[J]. 赵孟文,高俊峰,戈源. 电子设计工程. 2017(13)
[3]自抗扰控制:研究成果总结与展望[J]. 李杰,齐晓慧,万慧,夏元清. 控制理论与应用. 2017(03)
[4]扩张状态观测器在低速大转矩转台中的应用[J]. 夏冰,王晶晶,金龙旭,张柯,韩双丽. 电光与控制. 2016(07)
[5]三阶扩张状态观测器的优化参数配置方法[J]. 陈松林,赵海香. 控制与决策. 2014(10)
[6]滑模控制和自抗扰控制的研究进展(英文)[J]. 夏元清,付梦印,邓志红,任雪梅. 控制理论与应用. 2013(02)
[7]根据系统时间尺度整定自抗扰控制器参数[J]. 李述清,张胜修,刘毅男,周帅伟. 控制理论与应用. 2012(01)
[8]基于参考输入学习的永磁同步电机高精度位置伺服系统[J]. 李兵强,吴春,林辉. 中国电机工程学报. 2012(03)
[9]基于干扰观测器的高性能转台伺服系统内模控制方法研究[J]. 黄延福,吴云洁,刘柏廷. 系统仿真学报. 2011(08)
[10]时滞对象的自抗扰控制[J]. 韩京清. 控制工程. 2008(S2)
博士论文
[1]支持向量机回归算法与应用研究[D]. 李海生.华南理工大学 2005
硕士论文
[1]超低速转台控制方法的研究与实现[D]. 钟于义.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3722834
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3722834.html
