本文關(guān)鍵詞：具有復(fù)雜約束的仿真轉(zhuǎn)臺控制研究

  更多相關(guān)文章： 三軸仿真轉(zhuǎn)臺 飽和非線性 Anti-Windup 改進(jìn)IMC 穩(wěn)定性

【摘要】：作為半實物仿真的關(guān)鍵設(shè)備,三軸仿真飛行轉(zhuǎn)臺可以根據(jù)給定的控制信號,實現(xiàn)三個自由度的轉(zhuǎn)動,模擬各種導(dǎo)彈或者飛行器的姿態(tài)變換。其性能優(yōu)劣直接決定了半實物仿真實驗的可靠性和置信度。所以,三軸仿真轉(zhuǎn)臺一定要具有良好的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。在實際系統(tǒng)中,執(zhí)行器的輸出信號是有限的。所有物理系統(tǒng)執(zhí)行器都受到約束特別是飽和非線性的約束。這使得原本理想的線性系統(tǒng)變成一個本質(zhì)上的非線性系統(tǒng),這種問題不是通過設(shè)計控制器就能夠解決的。我們需要提出一種Anti-Windup設(shè)計方法來處理飽和問題。本文首先對內(nèi)框直接通過掃頻后利用FFT算法獲取系統(tǒng)Bode圖,通過理論建立的模型進(jìn)行擬合從而建立實際數(shù)學(xué)模型,再給出電機控制的三環(huán)控制方案并按照指標(biāo)設(shè)計控制器參數(shù);然后理論結(jié)合實際辨識對中框液壓馬達(dá)系統(tǒng)建模,設(shè)計控制器,配置零極點。最后,為了驗證是否滿足系統(tǒng)的指標(biāo)要求,我們進(jìn)行了仿真驗證了所設(shè)計的控制器的有效性。其次提出一種Anti-Windup設(shè)計方法,重點介紹了基于改進(jìn)IMC結(jié)構(gòu)的Anti-Windup設(shè)計,先從理論上進(jìn)行設(shè)計,然后利用MATLAB仿真證明所提方法是有效的,能夠很好地減小伺服電機控制器飽和所帶來的各種不利的影響。最后,基于一類包含錐形有界非線性環(huán)節(jié)的系統(tǒng)穩(wěn)定性判定定理,對改進(jìn)的IMC結(jié)構(gòu)的Anti-Windup設(shè)計進(jìn)行研究,詳細(xì)討論控制系統(tǒng)存在飽和非線性時的輸入輸出穩(wěn)定性問題,并且對本轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)Anti-Windup設(shè)計進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。
【關(guān)鍵詞】：三軸仿真轉(zhuǎn)臺 飽和非線性 Anti-Windup 改進(jìn)IMC 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V416.8;TJ760
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的背景及研究的意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析9-15
• 1.2.1 轉(zhuǎn)臺國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r9-10
• 1.2.2 非線性約束問題的發(fā)展?fàn)顩r10-13
• 1.2.3 控制系統(tǒng)Anti- Windup設(shè)計發(fā)展?fàn)顩r13-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)建模及控制16-37
• 2.1 引言16-17
• 2.2 內(nèi)框電機建模17-20
• 2.2.1 系統(tǒng)參數(shù)的頻域辨識17-18
• 2.2.2 頻域辨識的FFT算法18
• 2.2.3 內(nèi)框電機模型的辨識18-20
• 2.3 內(nèi)框電機控制20-24
• 2.3.1 外環(huán)控制器設(shè)計22-24
• 2.4 中框系統(tǒng)建模24-27
• 2.4.1 理論模型參數(shù)26-27
• 2.4.2 實際模型辨識27
• 2.5 利用狀態(tài)反饋進(jìn)行零極點配置27-36
• 2.5.1 極點配置29-31
• 2.5.2 設(shè)計位置環(huán)控制器31
• 2.5.3 零點配置31-33
• 2.5.4 中框系統(tǒng)仿真分析33-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 系統(tǒng)Anti-Windup設(shè)計37-54
• 3.1 引言37-39
• 3.2 基于內(nèi)�？刂�(IMC)結(jié)構(gòu)的Anti-Windup設(shè)計39-42
• 3.3 電液仿真轉(zhuǎn)臺的控制器Windup問題42-48
• 3.3.1 內(nèi)框Windup問題43-46
• 3.3.2 中框Windup問題46-48
• 3.4 電液仿真轉(zhuǎn)臺Anti- Windup設(shè)計48-53
• 3.5 結(jié)論53-54
• 第4章 轉(zhuǎn)臺抗飽和系統(tǒng)的穩(wěn)定性54-64
• 4.1 引言54
• 4.2 飽和非線性的數(shù)學(xué)模型54-57
• 4.3 改進(jìn)內(nèi)模結(jié)構(gòu)的模型轉(zhuǎn)換57-59
• 4.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析59-62
• 4.5 轉(zhuǎn)臺抗飽和系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王常虹;曾慶雙;任順清;;慣導(dǎo)測試設(shè)備的最新進(jìn)展[A];2003年慣性技術(shù)科技工作者研討會論文集[C];2003年

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本文編號：629783