双级执行器系统的反演滑模控制方法研究

发布时间：2017-12-01 09:07

  本文关键词：双级执行器系统的反演滑模控制方法研究

  更多相关文章： 双级执行器系统 模糊PID 迟滞 反演 滑模控制 协同因子

【摘要】：随着科学技术的迅速发展,人们对于高科技产品的要求越来越高,在精密加工技术领域中,低精度、低质量的产品已经无法满足人们的需求,产品的升级改造成为必然趋势,同时人们对驱动器的行程和精度也提出了更高的要求---大行程和高精度。双级执行器系统能够将大行程和高精度相结合,可以同时实现大行程和高精度的性能。本文对双级执行器分别进行建模与控制器设计,并通过设计协同因子将双级执行器结合起来。具体工作如下:(1)对双级执行器的第一级执行器建模并且设计控制器。第一级执行器通常采用伺服电机,通过分析伺服电机的物理特性和驱动方式来建立数学模型,采用模糊PID控制方法设计控制器,得出的仿真结果表明控制方案具有可行性。(2)对双级执行器的第二级执行器建模并设计控制器。第二级执行器通常采用超磁致伸缩材料、压电陶瓷等智能材料,然而智能材料一般都存在非平滑、多映射的迟滞特性,迟滞会直接影响系统的控制精度,引起系统振荡,造成系统不稳定。对于此类非线性系统,采用Bouc-Wen模型描述迟滞特性,提出了一种基于反演控制的滑模变结构控制器设计方案。针对Bouc-Wen模型中的变量特性,用反演滑模控制法设计迟滞系统的控制器,该控制方案能够保证跟踪精度,仿真结果表明设计方法的有效性。(3)对双级执行器系统设计协调控制器。当单级执行器满足了操作系统的大行程时就缺少控制精度,当满足了控制精度时就无法满足大行程的控制。为了协调第一级执行器和第二级执行器二者之间的控制,本文提出了双级执行器协同控制的思想,设计协同因子以实现两个执行器的协同控制,克服两个执行器分开控制造成调整时间长的缺点,通过综合性能指标选择协同因子中的可调参数。仿真结果表明该设计方法能够有效减少调整时间,并通过实验验证了该方法的可行性。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273

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本文编号：1240563