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机电位置伺服系统鲁棒控制器设计及实验研究

作 者: 刘毛
导 师: 姚郁
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: 位置伺服 鲁棒控制 混合灵敏度 μ综合
分类号: TM921.541
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 47次
引 用: 0次
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内容摘要


仿真测试转台是航空、航天等领域中进行半实物仿真与测试的重要设备,其核心是机电伺服系统。机电伺服系统是典型的含有诸多不确定性的系统,因此研究机电伺服系统的鲁棒控制方法具有重要的实际意义。本文以机电位置伺服系统为背景,从实际系统出发,研究了鲁棒控制方法,主要是混合灵敏度方法与μ综合方法在机电伺服系统上的应用问题。研究的主要内容为:首先,根据实际机电位置伺服系统的原理及组成,分析系统中存在的不确定性,建立机电位置伺服系统的数学模型,基中包括标称模型及不确定性模型,并据此搭建可供仿真验证使用的仿真平台。其次,介绍了混合灵敏度方法及μ综合方法,其中讨论了权函数选择等问题。然后针对建立的系统模型,根据设计指标分别通过这两种方法进行了鲁棒控制器的设计。并通过仿真对设计的控制器性能进行研究。最后,通过实验研究所设计的控制器性能,并和前述仿真结果进行了比较。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 课题研究目的和意义  8-9
  1.2 机电伺服系统鲁棒控制研究现状  9-11
    1.2.1 鲁棒控制方法研究现状  9-10
    1.2.2 机电伺服系统鲁棒控制方法研究现状  10-11
  1.3 本课题主要研究内容  11-13
第2章 机电位置伺服系统数学模型的建立  13-27
  2.1 引言  13
  2.2 机电位置伺服系统标称模型的建立  13-15
  2.3 机电位置伺服系统不确定性模型的建立  15-22
    2.3.1 机电位置伺服系统中的不确定性分析  15-18
    2.3.2 不确定性模型的建立  18-22
  2.4 仿真平台的搭建  22-26
    2.4.1 仿真平台的目的及功能  23-24
    2.4.2 仿真平台的搭建  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章 混合灵敏度方法与μ综合方法  27-43
  3.1 引言  27
  3.2 混合灵敏度方法  27-38
    3.2.1 标准H_∞控制问题  27-32
    3.2.2 混合灵敏度方法概述  32-34
    3.2.3 权函数的选择  34-38
  3.3 ? 综合控制方法  38-42
    3.3.1 μ综合控制方法概述  38-40
    3.3.2 μ综合标准框架的建立  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章 机电位置伺服系统鲁棒控制器的设计  43-50
  4.1 引言  43
  4.2 基于混合灵敏度方法的鲁棒控制器设计  43-47
    4.2.1 权函数的选定  43-44
    4.2.2 基于DGKF法与LMI法的鲁棒控制器设计  44-46
    4.2.3 摩擦补偿后的鲁棒控制器设计  46-47
  4.3 基于μ综合方法的鲁棒控制器设计  47-49
  4.4 本章小结  49-50
第5章 鲁棒控制器性能实验研究  50-58
  5.1 引言  50
  5.2 机电位置伺服系统实现  50-52
    5.2.1 机电位置伺服系统的硬件实现  50-51
    5.2.2 机电位置伺服系统的软件实现  51-52
  5.3 基于混合灵敏度方法设计的H? 控制器性能实验研究  52-56
    5.3.1 选取不同权函数设计的H_∞控制器性能实验研究  52-53
    5.3.2 基于DGKF法与LMI法设计的H_∞控制器性能实验研究  53-54
    5.3.3 摩擦补偿后设计的H_∞控制器性能实验研究  54-56
  5.4 对实验结果的进一步讨论  56
  5.5 本章小结  56-58
结论  58-59
参考文献  59-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力拖动(电气传动) > 控制系统 > 同步旋转及随动系统 > 伺服系统
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