本文以某型號電動舵系統(tǒng)的研制為背景，研究了變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)在電動舵系統(tǒng)中的應(yīng)用問題，旨在解決使用一般線性控制方法時電動舵系統(tǒng)抗干擾能力差、對于參數(shù)攝動敏感、負載能力小等問題。首先根據(jù)電動舵系統(tǒng)的應(yīng)用要求和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展狀況，研究設(shè)計電動舵系統(tǒng)的技術(shù)方案。并在技術(shù)方案的基礎(chǔ)上建立了各組成部分和舵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。為系統(tǒng)仿真和控制算法的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。同時為了提高電動舵系統(tǒng)的魯棒性，根據(jù)舵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，將變結(jié)構(gòu)控制算法引入電動舵機中，設(shè)計了基于指數(shù)趨近律的變結(jié)構(gòu)控制算法。采取符號函數(shù)連續(xù)化的方法減小系統(tǒng)的振顫。仿真結(jié)果表明，使用變結(jié)構(gòu)控制算法的電動舵系統(tǒng)具有較強的負載能力，對于參數(shù)攝動具有較好的魯棒性。最后，為了檢驗基于變結(jié)構(gòu)控制的電動舵機的實際性能，研制了相應(yīng)的原理樣機，解決了變結(jié)構(gòu)控制算法在電動舵系統(tǒng)上的工程實現(xiàn)問題，并進行了各種環(huán)境試驗。實驗結(jié)果表明，使用變結(jié)構(gòu)控制算法的電動舵系統(tǒng)在彈性負載作用下具有較小的穩(wěn)態(tài)誤差，并且對于模型的不準確性有很強的適應(yīng)能力，從實驗上驗證了仿真得到的結(jié)論。 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 電動舵系統(tǒng)發(fā)展狀況
    1.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論發(fā)展狀況
    1.4 論文各部分主要內(nèi)容
第二章 電動舵機設(shè)計
    2.1 電動舵系統(tǒng)組成與工作原理
    2.2 電動舵機的性能要求
    2.3 電動伺服電機選擇與計算
        2.3.1 舵機負載及功率
        2.3.2 伺服電機的功率計算
        2.3.3 伺服電機的選擇
    2.4 舵機減速傳動設(shè)計
        2.4.1 舵機減速傳動方案
        2.4.2 傳動機構(gòu)減速比的設(shè)計
    2.5 伺服反饋測量裝置
    2.6 數(shù)控驅(qū)動組合設(shè)計
        2.6.1 工作電源
        2.6.2 求和適配電路
        2.6.3 數(shù)字控制 DSP 處理電路
        2.6.4 功率隔離驅(qū)動電路
    2.7 舵機軟件
    2.8 本章小結(jié)
第三章 電動舵機數(shù)學(xué)模型
    3.1 電動舵系統(tǒng)各部分及其數(shù)學(xué)模型
        3.1.1 直流伺服電機及其數(shù)學(xué)模型
        3.1.2 驅(qū)動器及其數(shù)學(xué)模型
        3.1.3 減速傳動機構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型
        3.1.4 反饋電位器及其數(shù)學(xué)模型
        3.1.5 控制器及其數(shù)學(xué)模型
    3.2 無校正環(huán)節(jié)時電動舵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
    3.3 本章小結(jié)
第四章 滑模變結(jié)構(gòu)算法設(shè)計
    4.1 控制算法選擇
        4.1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制算法
    4.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制算法設(shè)計
        4.2.1 切換面s%的設(shè)計
        4.2.2 趨近律選擇
        4.2.3 系統(tǒng)抖振處理
    4.3 本章小結(jié)
第五章 數(shù)字仿真與試驗結(jié)果分析
    5.1 舵系統(tǒng)的性能指標驗證
        5.1.1 頻域性能指標驗證
        5.1.2 時域性能指標驗證
    5.2 系統(tǒng)魯棒性仿真分析
        5.2.1 不同幅值指令適應(yīng)能力
        5.2.2 抗負載能力
        5.2.3 抗干擾能力
        5.2.4 抗參數(shù)變化能力
    5.3 試驗結(jié)果與分析
        5.3.1 常溫空載性能試驗
        5.3.2 常溫加載性能試驗
        5.3.3 低溫空載性能試驗
        5.3.4 低溫加載性能試驗
        5.3.5 高溫空載性能試驗
        5.3.6 高溫加載性能試驗
        5.3.7 最大負載試驗
        5.3.8 試驗結(jié)果匯總與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 變結(jié)構(gòu)控制在電動舵機應(yīng)用上一些關(guān)鍵問題的討論
    6.1 穩(wěn)定性討論
        6.1.1 定性分析——李雅普諾夫第二方法
        6.1.2 定量分析
        6.1.3 拉偏試驗
    6.2 微分問題的討論
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3676408