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新一代多功能光盘循迹伺服控制研究

作　者: 梁勤柱
导　师: 王海卫
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 循迹伺服控制模糊系统神经网络新一代多功能光盘播放机
分类号: TP333.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
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内容摘要

随着高清影像成为数字播放机的发展方向,大容量光盘的需求在不断增加,新一代多功能光盘NVD(Next-Generation Versatile Disc)的第二代产品研制被提上了日程。与第一代盘片规格相比,其存储密度更大,道间距更小,这就要求循迹伺服控制的误差精度更高。此外,为了保证多种产品兼容性,伺服控制还必须具有一定鲁棒性。由于我国自主光盘伺服控制研究起步较晚,目前循迹伺服系统通常采用的是PID控制。该技术在主轴频率中低频时,误差控制精度能达到标准的规格要求。随着高清光盘的发展,光盘机的主轴旋转速度将不断提高,道间距和位间距不断减小,加上各种扰动和被控对象参数变化等各种因素,PID算法的控制效果明显降低。因此需要寻找新的循迹伺服控制,以满足高清光盘发展需求。模糊控制利用专家知识建立控制规则库,降低了被控对象不确定性对控制性能的影响,但由于知识经验的主观性和规则不完备,其误差精度达不到高清光盘要求。于是我们对常规模糊控制进行了相应的改进,提出利用神经网络良好的系统辨识性能和自主学习能力,通过动态调整模糊规则相关参数,使整个控制系统符合下述要求:系统对被控对象参数发生变化具有一定鲁棒性,提高中低主频段的控制精度,高主频则须达到相关规格。为了验证所提出的控制器相关性能,我们还设计了PID控制器和常规模糊控制器,对某型号NVD执行机构简化建模和调节偏移参数,配置三种典型的低中高主频信号和高频噪声干扰信号,利用MATLAB进行仿真实验。根据测试结果可以证明,改进型模糊控制器在误差精度和鲁棒性两方面都有较大提高,为未来实际环境测试提供了前期理论依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究背景  8-11
  1.2 国内外光盘循迹伺服控制技术研究现状  11-12
  1.3 课题来源与本文主要研究内容  12-14
2 NVD 循迹伺服系统建模  14-23
  2.1 NVD 伺服系统  14-18
  2.2 NVD 循迹伺服系统模型建立  18-21
  2.3 本章小结  21-23
3 模糊系统和神经网络  23-32
  3.1 模糊系统理论  23-26
  3.2 人工神经网络基础理论  26-29
  3.3 两种技术结合原理  29-31
  3.4 本章小结  31-32
4 NVD 循迹伺服控制器设计  32-47
  4.1 常规PID 控制器设计  32-34
  4.2 PID 与模糊控制在NVD 循迹伺服控制中的比较  34-36
  4.3 模糊控制器设计  36-41
  4.4 基于RBFNN 改进型的模糊控制器设计  41-45
  4.5 本章小结  45-47
5 NVD 循迹伺服仿真与分析  47-65
  5.1 控制器算法仿真实现  47-53
  5.2 无噪声仿真测试  53-57
  5.3 带噪声仿真测试  57-61
  5.4 模型参数改变后的仿真测试  61-62
  5.5 仿真分析总结  62-64
  5.6 本章小结  64-65
6 总结和展望  65-67
  6.1 全文总结  65-66
  6.2 展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71

新一代多功能光盘循迹伺服控制研究

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