本文關鍵詞：磁致伸縮多自由度精密平臺的驅動及振動控制研究

  更多相關文章： 超精密定位 振動主動控制 動態(tài)前饋補償控制 廣義預測控制 系統(tǒng)辨識 超磁致伸縮驅動器

【摘要】：在精密加工、航天工程等高精度領域,如何實現(xiàn)超精密的驅動定位或對高精度儀器設備的微振動隔振是一個重要的研究課題。為了實現(xiàn)高精密的定位驅動和微振動的主動隔振,論文基于單自由度驅動器,針對PID反饋控制、自適應控制等多種控制算法進行了仿真以及實驗驗證�；趶V義預測自適應控制方法提出動態(tài)前饋補償?shù)淖赃m應預測控制的一種方法,并進行了相關的實驗驗證。最終,基于單自由度驅動器的精密控制研究成果及MIMO系統(tǒng)辨識與自適應控制技術,實現(xiàn)了磁致伸縮多自由度精密平臺驅動定位及振動主動控制,創(chuàng)新地提出多自由度平臺動態(tài)前饋補償?shù)慕怦铗寗涌刂?并進行了相關的實驗驗證。本文的主要工作如下:(1)基于單自由度磁致伸縮驅動器,論文討論研究前饋補償?shù)腜ID反饋控制、最小方差自校正控制、廣義間接最小方差自校正控制以及廣義預測自適應控制等多種控制算法對于驅動器精密定位的有效性,并進行了相應的仿真及實驗驗證�；陬A測自適應控制算法提出了動態(tài)前饋補償?shù)膹V義預測自適應控制方法,經(jīng)仿真和實驗結果表明,該算法可以有效的實現(xiàn)磁致伸縮驅動器的精密驅動,并將其應用于單自由度磁致伸縮驅動器的振動主動控制實現(xiàn)。(2)基于ARM嵌入式系統(tǒng),論文建立了一套磁致伸縮驅動器控制系統(tǒng),并進行了開環(huán)和閉環(huán)控制實驗驗證。實驗結果表明,該控制系統(tǒng)可以有效的提高控制運算速度,進而實現(xiàn)磁致伸縮驅動器的中頻驅動控制。(3)基于哈密頓方程完成了磁致伸縮多自由度精密平臺的動力學建模,進行了相應的仿真,并基于ADAMS完成了平臺的輸入輸出響應特性分析。最后,基于多自由度平臺的動力學模型,完成了平臺的SIMULINK振動主動控制初步仿真。(4)基于單自由度驅動器的動態(tài)前饋補償自適應控制,論文提出了多自由度精密平臺的動態(tài)前饋補償?shù)慕怦铗寗涌刂?并進行了相關的仿真和實驗驗證。基于MIMO系統(tǒng)辨識與自適應控制,完成了多自由度精密平臺的驅動控制研究,并進行相應的實驗驗證。最后,論文將該控制方法應用于多自由度精密平臺的振動主動控制實現(xiàn)。
【關鍵詞】：超精密定位 振動主動控制 動態(tài)前饋補償控制 廣義預測控制 系統(tǒng)辨識 超磁致伸縮驅動器
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH703;TB535
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-27
• 1.1 課題研究背景與目的意義14-15
• 1.1.1 課題研究的背景14-15
• 1.1.2 課題研究的目的和意義15
• 1.2 驅動平臺和隔振平臺15-20
• 1.2.1 驅動平臺發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 隔振平臺發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.3 驅動器及其控制技術20-25
• 1.3.1 智能材料驅動器21-22
• 1.3.2 智能驅動器控制技術22-25
• 1.4 論文主要內(nèi)容25-27
• 第二章 單自由度磁致伸縮驅動器控制技術研究27-63
• 2.1 引言27
• 2.2 磁致伸縮驅動器工作原理及其控制方法27-31
• 2.2.1 磁致伸縮驅動器工作原理27-29
• 2.2.2 磁致伸縮驅動器控制方法簡介29-31
• 2.3 磁致伸縮驅動器精密控制技術31-54
• 2.3.1 離線前饋補償?shù)拈]環(huán)反饋控制32-38
• 2.3.2 系統(tǒng)在線辨識及其自適應控制38-51
• 2.3.3 在線辨識及動態(tài)前饋補償自適應控制51-54
• 2.4 干擾激勵下驅動器定位控制實驗驗證54-58
• 2.4.1 離線前饋補償?shù)腜ID反饋控制55-57
• 2.4.2 在線辨識及動態(tài)前饋補償自適應控制57-58
• 2.5 單自由度驅動器振動主動控制實現(xiàn)58-61
• 2.6 本章小結61-63
• 第三章 驅動器控制技術硬件實現(xiàn)研究63-83
• 3.1 引言63
• 3.2 控制系統(tǒng)反饋環(huán)節(jié)實現(xiàn)63-67
• 3.2.1 基于位移傳感器的位移反饋63-65
• 3.2.2 基于壓電式傳感器的加速度反饋65-67
• 3.3 控制系統(tǒng)驅動環(huán)節(jié)實現(xiàn)67-72
• 3.3.1 功率放大器67-68
• 3.3.2 PWM驅動仿真及實驗68-72
• 3.4 控制系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)實現(xiàn)72-81
• 3.4.1 基于嵌入式系統(tǒng)開環(huán)控制實現(xiàn)72-76
• 3.4.2 基于嵌入式系統(tǒng)閉環(huán)控制實現(xiàn)76-81
• 3.5 本章小結81-83
• 第四章 磁致伸縮多自由度精密平臺建模和仿真83-103
• 4.1 引言83
• 4.2 磁致伸縮精密驅動平臺動力學建模與仿真83-93
• 4.2.1 放大機構建模與仿真86-90
• 4.2.2 平臺耦合建模與仿真90-93
• 4.3 磁致伸縮精密平臺ADAMS仿真93-96
• 4.4 磁致伸縮精密平臺位置反解及隔振仿真96-102
• 4.5 本章小結102-103
• 第五章 磁致伸縮多自由度精密平臺驅動及振動控制實現(xiàn)103-126
• 5.1 引言103-104
• 5.2 磁致伸縮精密平臺開環(huán)控制驗證104-106
• 5.3 精密平臺動態(tài)前饋補償解耦驅動控制106-112
• 5.3.1 精密平臺解耦驅動控制仿真108-110
• 5.3.2 精密平臺解耦驅動控制實驗驗證110-112
• 5.4 精密平臺系統(tǒng)辨識與自適應驅動控制112-121
• 5.4.1 兩自由度精密平臺在線辨識114-116
• 5.4.2 兩自由度精密平臺自適應控制116-118
• 5.4.3 三自由度精密平臺在線辨識118-120
• 5.4.4 三自由度精密平臺自適應控制120-121
• 5.5 精密平臺振動主動控制實現(xiàn)121-125
• 5.6 本章小結125-126
• 第六章 結論與展望126-129
• 6.1 主要成果126-127
• 6.2 主要創(chuàng)新127
• 6.3 研究展望127-129
• 參考文獻129-135
• 致謝135-136
• 攻讀學位期間的學術成果136

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本文編號：580282