負(fù)虛控制在激光指向穩(wěn)定系統(tǒng)中的應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:負(fù)虛控制在激光指向穩(wěn)定系統(tǒng)中的應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:激光束穩(wěn)定技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于飛行器的目標(biāo)定位、監(jiān)視和自由空間激光通信等領(lǐng)域。但由于環(huán)境中動(dòng)態(tài)干擾的影響,如溫度變化、大氣湍流、以及各種原因引起的機(jī)械振動(dòng)等,制約了激光指向穩(wěn)定精度的進(jìn)一步提高。Quanser公司的激光指向穩(wěn)定平臺(tái)采用了單軸快速反光鏡、音圈電機(jī)和位置傳感器等來模擬激光指向穩(wěn)定過程。近年來研究表明,這一系統(tǒng)滿足具有積分環(huán)節(jié)的負(fù)虛系統(tǒng)特性。本文以該激光指向穩(wěn)定系統(tǒng)為研究對(duì)象,研究基于負(fù)虛理論的抗干擾控制方法,主要內(nèi)容如下:首先,介紹了負(fù)虛系統(tǒng)概念和兩種負(fù)虛系統(tǒng)的控制方法—正位置反饋和積分諧振控制,簡(jiǎn)要概述了激光指向穩(wěn)定平臺(tái)的工作原理,并對(duì)系統(tǒng)模型滿足帶有積分環(huán)節(jié)的負(fù)虛特性進(jìn)行了分析。接著,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)正位置反饋控制器,根據(jù)負(fù)虛穩(wěn)定性定理和正位置反饋原理推導(dǎo)了系統(tǒng)以最小增益達(dá)到最大阻尼的控制器參數(shù)約束條件,在此條件下優(yōu)化控制器參數(shù)以滿足系統(tǒng)極點(diǎn)配置要求,之后通過仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)比PID控制器,驗(yàn)證了該方法在激光指向穩(wěn)定系統(tǒng)中的干擾抑制效果。最后,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)積分諧振控制器,根據(jù)負(fù)虛穩(wěn)定性定理和積分諧振控制得到了參數(shù)魯棒穩(wěn)定性范圍,在此基礎(chǔ)上化控制器參數(shù)進(jìn)行極點(diǎn)配置,通過仿真與PID控制進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該方法的抗干擾有效性。
【關(guān)鍵詞】:負(fù)虛系統(tǒng) 激光指向穩(wěn)定 正位置反饋控制 積分諧振控制
【學(xué)位授予單位】:北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:V249;TN249
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 緒論10-17
- 1.1 論文研究的目的和意義10-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
- 1.3 本文內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)15-17
- 第2章 負(fù)虛理論基礎(chǔ)研究17-38
- 2.1 引言17-18
- 2.2 傳統(tǒng)負(fù)虛理論體系18-31
- 2.2.1 負(fù)虛系統(tǒng)概念18-19
- 2.2.2 負(fù)虛系統(tǒng)的性質(zhì)19-21
- 2.2.3 負(fù)虛穩(wěn)定性定理21-22
- 2.2.4 嚴(yán)格負(fù)虛控制方法22-31
- 2.3 擴(kuò)展負(fù)虛系統(tǒng)理論體系31-38
- 2.3.1 帶積分環(huán)節(jié)的擴(kuò)展負(fù)虛系統(tǒng)概念31-32
- 2.3.2 帶積分環(huán)節(jié)的擴(kuò)展負(fù)虛系統(tǒng)穩(wěn)定性分析32-38
- 第3章 QUANSER公司的激光指向平臺(tái)38-45
- 3.1 激光平臺(tái)的工作原理38-43
- 3.2 激光平臺(tái)的模型分析43-45
- 第4章 正位置反饋控制在激光指向平臺(tái)上的應(yīng)用45-59
- 4.1 引言45
- 4.2 正位置反饋控制在激光指向平臺(tái)上的應(yīng)用45-54
- 4.2.1 改進(jìn)正位置反饋控制器的模型設(shè)計(jì)46-52
- 4.2.2 改進(jìn)正位置反饋控制器的參數(shù)優(yōu)化52-54
- 4.3 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果54-58
- 4.3.1 改進(jìn)正位置反饋控制器的干擾抑制效果54-57
- 4.3.2 改進(jìn)正位置反饋控制器的魯棒穩(wěn)定性57-58
- 4.4 小結(jié)58-59
- 第5章 積分諧振控制在激光指向平臺(tái)上的應(yīng)用59-72
- 5.1 引言59
- 5.2 積分諧振控制在激光指向平臺(tái)上的應(yīng)用59-66
- 5.2.1 改進(jìn)積分諧振控制器的模型設(shè)計(jì)60-65
- 5.2.2 改進(jìn)積分諧振控制器的參數(shù)優(yōu)化65-66
- 5.3 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果66-70
- 5.3.1 改進(jìn)積分諧振控制器的干擾抑制效果66-70
- 5.3.2 改進(jìn)積分諧振控制器的魯棒穩(wěn)定性70
- 5.4 小結(jié)70-72
- 結(jié)論72-74
- 參考文獻(xiàn)74-79
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-80
- 致謝80
【相似文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):385469
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