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电动仿真转台复合控制器的设计问题研究

作 者: 席光裕
导 师: 张航
学 校: 中南大学
专 业: 控制工程
关键词: 仿真转台 不确定性 复合控制 H∞控制
分类号: TM341
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 21次
引 用: 0次
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内容摘要


本文针对某型电动仿真转台内环控制系统设计中存在的不确定性问题,结合H∞控制理论解决鲁棒控制问题的框架,研究了一种鲁棒复合控制器的设计方法,并给出了具体的实现方案和调试结果。首先,本文推导了矢量控制型永磁同步电机的机理模型,得到了整个控制对象的数学模型,运用频域最小二乘辨识的方法确定了对象的标称模型。在此基础上,详细分析了系统实际对象可能存在的主要不确定性,分析了这些不确定性对系统性能产生的影响,并得到了非结构化乘性不确定性模型。其次,应用H∞鲁棒控制理论,分析了不确定性系统复合控制设计条件。在此基础上结合H∞控制理论的解题框架,给出了一种鲁棒复合控制器的设计方法,其可同时参数化系统的复合控制器和回路控制器。最后,将上述方法应用于某型电动仿真转台内环控制系统设计中,在考虑转动惯量变化的条件下,完成了控制系统设计及实现问题,试验结果证明了方法的有效性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第1章 绪论  7-13
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 电动仿真转台控制系统设计的主要问题  8-9
  1.3 电动仿真转台控制系统研究现状  9-12
    1.3.1 古典PID控制  9-10
    1.3.2 现代最优控制  10
    1.3.3 现代二自由度复合控制  10-11
    1.3.4 现代鲁棒控制  11-12
  1.4 论文的研究内容及章节安排  12-13
第2章 电动仿真转台数学模型的建立  13-25
  2.1 电动仿真转台控制系统组成  13-14
  2.2 电动仿真转台的数学模型  14-17
    2.2.1 永磁同步电机系统的数学模型  14-16
    2.2.2 电动仿真转台的数学模型  16
    2.2.3 电动仿真转台数学模型参数的估计方法  16-17
  2.3 电动仿真转台不确定性的处理  17-24
    2.3.1 电动仿真转台控制系统的不确定性分析  18-19
    2.3.2 电动仿真转台模型不确定性对系统性能的影响  19-21
    2.3.3 电动仿真转台控制系统不确定性的描述  21-22
    2.3.4 包含不确定性的电动仿真转台数学模型  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章 电动仿真转台鲁棒复合控制器设计  25-42
  3.1 传统复合控制器  25-26
  3.2 鲁棒复合控制器存在条件  26-28
  3.3 电动仿真转台鲁棒复合控制器设计方法  28-33
    3.3.1 鲁棒复合控制器的求解  28-31
    3.3.2 加权函数选择  31-32
    3.3.3 鲁棒复合控制器的设计步骤  32-33
  3.4 某型电动仿真转台的鲁棒复合控制器设计  33-37
  3.5 鲁棒性能验证  37-40
  3.6 本章小结  40-42
第4章 鲁棒复合控制器在电动仿真转台伺服系统中的应用  42-51
  4.1 电动仿真转台伺服控制系统的硬件实现  42-45
  4.2 电动仿真转台伺服控制系统的软件实现  45-47
  4.3 系统调试结果  47-50
  4.4 本章小结  50-51
结论  51-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
攻读学位期间的主要研究成果  58

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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