針對高炮多隨動系統(tǒng)高精度定位控制研究中存在的亟需解決的關(guān)鍵問題:系統(tǒng)通信速率低、組網(wǎng)能力有限、炮控系統(tǒng)存在外界干擾及諸多非線性因素,本文旨在解決這些制約高炮性能的瓶頸問題,提出了基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡控制,并設計了一種基于連續(xù)光滑的擴張狀態(tài)觀測器的分數(shù)階PID控制器。本文以高炮高精度定位控制設計為研究背景,立足于網(wǎng)絡化控制結(jié)構(gòu)成為控制系統(tǒng)主流的現(xiàn)實,在以太網(wǎng)實時性分析、控制系統(tǒng)設計及數(shù)學仿真驗證等方面,展開了基于以太網(wǎng)的高速、高精度定位控制系統(tǒng)的研究,重點研究了隨動系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的通信實時性、多隨動控制系統(tǒng)的定位控制策略。針對系統(tǒng)通信實時性問題,提出了確定性實時以太網(wǎng)模型及分時調(diào)度方法,設計了系統(tǒng)通信網(wǎng)絡實驗方案,并分析了基于CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡的時延。由于定位控制器是基于自抗擾技術(shù)設計的,本文針對自抗擾控制中基于fal（）函數(shù)的擴張狀態(tài)觀測器（ESO）易產(chǎn)生高頻顫振的缺點,構(gòu)造了連續(xù)光滑的fan（）函數(shù),設計了基于fan（）函數(shù)的擴張狀態(tài)觀測器（CS-ESO）,并通過數(shù)字仿真驗證了改進控制算法的正確性。對于高炮多隨動控制系統(tǒng)的諸多非線性特征,提出了以分數(shù)階PID為主控制器,通過CS-ESO... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 研究的動機
        1.1.2 研究的意義及目的
    1.2 隨動系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的現(xiàn)狀
    1.3 高炮隨動系統(tǒng)控制研究
        1.3.1 分數(shù)階PID控制
        1.3.2 自抗擾控制方法
    1.4 論文主要內(nèi)容
2 多隨動系統(tǒng)總體方案設計
    2.1 隨動控制系統(tǒng)的功能
    2.2 隨動控制系統(tǒng)非線性模型
        2.2.1 隨動控制系統(tǒng)方框圖設計方案
        2.2.2 隨動控制系統(tǒng)數(shù)學模型
    2.3 隨動控制系統(tǒng)組成部分選擇
        2.3.1 主控計算機選擇
        2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器選擇
        2.3.3 軸角編碼器的選擇
        2.3.4 交換機的選擇
        2.3.5 電機及驅(qū)動器的選擇
    2.4 本章小結(jié)
3 多隨動控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡設計與實現(xiàn)
    3.1 多隨動控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡硬件設計
        3.1.1 隨動控制器與火控計算機通信硬件設計
        3.1.2 隨動控制器與伺服驅(qū)動器間通信硬件設計
        3.1.3 位置信號采集設計
    3.2 多隨動控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡軟件設計
    3.3 以太網(wǎng)通信設計
        3.3.1 以太網(wǎng)實時性分析
        3.3.2 確定性實時以太網(wǎng)模型
        3.3.3 以太網(wǎng)報文格式
    3.4 基于以太網(wǎng)的多隨動系統(tǒng)分析
        3.4.1 基于以太網(wǎng)的多隨動系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
        3.4.2 基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)
    3.5 多隨動控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡實驗方案設計
    3.6 通信網(wǎng)絡分析比較
    3.7 本章小結(jié)
4 多隨動系統(tǒng)分數(shù)階PID控制器設計
    4.1 分數(shù)階PID控制研究
        4.1.1 分數(shù)階微積分
        4.1.2 分數(shù)階微積分定義
        4.1.3 分數(shù)階PID最優(yōu)Oustaloup數(shù)字實現(xiàn)
    4.2 分數(shù)階非線性微分方程求解法
    4.3 分數(shù)階PID控制器設計
        4.3.1 分數(shù)階PID控制器
        4.3.2 控制器參數(shù)影響分析
    4.4 控制器參數(shù)整定
    4.5 自抗擾控制技術(shù)研究
        4.5.1 傳統(tǒng)ESO
        4.5.2 CS-ESO構(gòu)造
        4.5.3 構(gòu)造函數(shù)仿真驗證
    4.6 基于以太網(wǎng)的多隨動控制系統(tǒng)算法研究
        4.6.1 基于CS-ESO的FOPID控制器設計
        4.6.2 CS-ESO-PID控制器仿真分析
    4.7 本章小結(jié)
5 半實物仿真試驗
    5.1 高炮隨動系統(tǒng)設計指標
    5.2 仿真原理
    5.3 SIMULINK仿真與半實物仿真接口
    5.4 實驗平臺介紹
    5.5 實驗測試
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3125857