基于双回路的转台伺服系统控制方法研究
发布时间：2021-05-17 04:32
位置伺服转台在实际应用中面临着非线性摩擦和模型摄动等因素的影响,这要求控制器具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,才能够满足转台的高性能动、静态指标的要求。双回路控制方法是一种通过增加辅助内回路而提升系统的扰动抑制能力的控制手段,然而,在伺服转台上应用双回路控制器时,存在内环反馈信号难以获取和控制策略如何设计等实际问题未得到解决。本文以提升转台的伺服性能为目标,基于双回路控制的思想,对比研究了不同内回路反馈信号对转台抗干扰性能的影响,利用频域控制和滑模控制的思想设计了基于位置和速度的双回路控制器,并最终在转台系统中验证了所设计的方法的控制效果。研究内容主要包括以下几个方面:首先,给出了位置伺服转台的数学模型,全面地总结了实际转台系统中存在的非线性因素和模型摄动,分析了这些因素对转台系统控制性能的影响,并阐述了采用双回路控制方法改善转台控制性能的合理性。其次,考虑到位置伺服转台内回路的反馈信号有速度信号和加速度信号两种选择,从抗干扰性能的角度出发,对比分析了基于位置和速度的双回路控制方法与基于位置和加速度的双回路控制方法的性能,通过理论分析和仿真实验,验证了在外回路特性相同条件下这两种双回路控制...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 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 高精度转台伺服系统的研究现状及分析
1.3 多回路控制的研究现状及分析
1.4 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 两种双回路位置伺服系统控制性能对比分析
3.1 引言
3.2 速度反馈控制和加速度反馈控制的原理分析
3.3 外扰抑制能力对比分析
3.4 转动惯量变化适应能力对比分析
3.5 外回路带宽相同条件下的扰动抑制能力等价性分析
3.6 本章小结
第4章 速度+位置双回路转台控制器设计
4.1 引言
4.2 速度估计方法设计
4.3 内回路控制器设计
4.4 外回路控制器设计
4.4.1 外回路滑模控制器设计
4.4.2 外回路前馈控制器设计
4.5 仿真实验结果与分析
4.6 本章小结
第5章 基于双回路的转台控制方法实现与应用
5.1 引言
5.2 速度估计方法实验验证
5.3 基于双回路控制的转台系统性能实验验证
5.3.1 基于双回路控制的转台系统空载实验
5.3.2 基于双回路控制的转台系统半载实验
5.3.3 基于双回路控制的转台系统满载实验
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Simulation and experimental research of digital valve control servo system based on CMAC-PID control method[J]. 赵劲松,Zhao Zining,Wang Zhipeng,Zhang Chuanbi,Yao Jing. High Technology Letters. 2017(03)
[2]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)
[3]仿真转台频率响应指标的确定方法研究[J]. 符文星,孙力,朱苏朋,曾庆华. 弹箭与制导学报. 2009(04)
[4]高精度伺服系统低速问题研究[J]. 张锦江,吴宏鑫,李季苏,邹广瑞. 自动化学报. 2002(03)
[5]位置差分数字测速传递函数的推导[J]. 王建立,陈娟,陈涛,王世杰. 光学精密工程. 2001(01)
[6]三轴飞行仿真转台频带拓宽技术研究[J]. 李智铭. 航天控制. 2000(03)
[7]精密转台双回路控制研究[J]. 曾庆双,王茂,秦嘉川. 哈尔滨工业大学学报. 1997(03)
[8]非线性跟踪─微分器[J]. 韩京清,王伟. 系统科学与数学. 1994(02)
博士论文
[1]高精度机械轴承转台摩擦补偿研究[D]. 王忠山.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于ESO的仿真转台性能提升方法研究[D]. 吴金书.哈尔滨工业大学 2018
[2]机电伺服系统鲁棒控制设计与实现[D]. 陈宇飞.哈尔滨工业大学 2014
[3]改善伺服系统低速性能的自适应鲁棒控制设计及应用研究[D]. 辛永智.哈尔滨工业大学 2010
[4]平台稳定回路数字控制器的研究[D]. 贾福利.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3191081
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 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 高精度转台伺服系统的研究现状及分析
1.3 多回路控制的研究现状及分析
1.4 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 两种双回路位置伺服系统控制性能对比分析
3.1 引言
3.2 速度反馈控制和加速度反馈控制的原理分析
3.3 外扰抑制能力对比分析
3.4 转动惯量变化适应能力对比分析
3.5 外回路带宽相同条件下的扰动抑制能力等价性分析
3.6 本章小结
第4章 速度+位置双回路转台控制器设计
4.1 引言
4.2 速度估计方法设计
4.3 内回路控制器设计
4.4 外回路控制器设计
4.4.1 外回路滑模控制器设计
4.4.2 外回路前馈控制器设计
4.5 仿真实验结果与分析
4.6 本章小结
第5章 基于双回路的转台控制方法实现与应用
5.1 引言
5.2 速度估计方法实验验证
5.3 基于双回路控制的转台系统性能实验验证
5.3.1 基于双回路控制的转台系统空载实验
5.3.2 基于双回路控制的转台系统半载实验
5.3.3 基于双回路控制的转台系统满载实验
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Simulation and experimental research of digital valve control servo system based on CMAC-PID control method[J]. 赵劲松,Zhao Zining,Wang Zhipeng,Zhang Chuanbi,Yao Jing. High Technology Letters. 2017(03)
[2]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)
[3]仿真转台频率响应指标的确定方法研究[J]. 符文星,孙力,朱苏朋,曾庆华. 弹箭与制导学报. 2009(04)
[4]高精度伺服系统低速问题研究[J]. 张锦江,吴宏鑫,李季苏,邹广瑞. 自动化学报. 2002(03)
[5]位置差分数字测速传递函数的推导[J]. 王建立,陈娟,陈涛,王世杰. 光学精密工程. 2001(01)
[6]三轴飞行仿真转台频带拓宽技术研究[J]. 李智铭. 航天控制. 2000(03)
[7]精密转台双回路控制研究[J]. 曾庆双,王茂,秦嘉川. 哈尔滨工业大学学报. 1997(03)
[8]非线性跟踪─微分器[J]. 韩京清,王伟. 系统科学与数学. 1994(02)
博士论文
[1]高精度机械轴承转台摩擦补偿研究[D]. 王忠山.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于ESO的仿真转台性能提升方法研究[D]. 吴金书.哈尔滨工业大学 2018
[2]机电伺服系统鲁棒控制设计与实现[D]. 陈宇飞.哈尔滨工业大学 2014
[3]改善伺服系统低速性能的自适应鲁棒控制设计及应用研究[D]. 辛永智.哈尔滨工业大学 2010
[4]平台稳定回路数字控制器的研究[D]. 贾福利.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3191081
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