本文選題：交流伺服 + 大慣量負(fù)載　； 參考：《中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所》2016年碩士論文

【摘要】：本文以大型隨動(dòng)圓頂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研制為背景,圍繞自抗擾控制方法在大慣量交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用,針對(duì)伺服系統(tǒng)易受非線性摩擦影響和提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能等方面問題展開研究工作。首先,建立了圓頂隨動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,包括對(duì)伺服系統(tǒng)建模和摩擦擾動(dòng)環(huán)節(jié)建模。介紹了伺服系統(tǒng)中非線性摩擦環(huán)節(jié)的特性,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),分析了伺服系統(tǒng)受摩擦影響,跟蹤正弦信號(hào)時(shí)波形發(fā)生扭曲,出現(xiàn)平頂現(xiàn)象的原因。然后,研究了自抗擾控制器的原理和結(jié)構(gòu),著重分析了跟蹤微分器在安排過(guò)渡過(guò)程和擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器在提取對(duì)象總擾動(dòng)的實(shí)時(shí)作用量方面的應(yīng)用。并針對(duì)大型隨動(dòng)圓頂系統(tǒng)具有大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量且存在非線性摩擦的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了圓頂隨動(dòng)系統(tǒng)控制器。通過(guò)仿真分析表明自抗擾控制器能夠抑制摩擦等非線性環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)的影響,并解決了系統(tǒng)超調(diào)與快速性之間的矛盾,提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。最后,將自抗擾控制方法應(yīng)用到某型號(hào)經(jīng)緯儀隨動(dòng)圓頂控制系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)硬件構(gòu)成及軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明,采用自抗擾控制方法跟蹤正弦信號(hào)時(shí),系統(tǒng)最大跟蹤誤差由傳統(tǒng)PD控制的3.4o減小到1.1o,并且能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)在無(wú)超調(diào)情況下的快速響應(yīng)。本論文的研究工作證明了,自抗擾控制方法應(yīng)用到圓頂隨動(dòng)系統(tǒng)中的可行性及有效性,并為這類大慣量交流伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了新的思路。
[Abstract]:In this paper, based on the design and development of large servo dome control system, the application of ADRC in large inertia AC servo system is discussed. This paper focuses on the problems of servo system being easily affected by nonlinear friction and improving the dynamic performance of the system. Firstly, the mathematical model of dome servo system is established, including servo system modeling and friction disturbance modeling. This paper introduces the characteristics of nonlinear friction in servo system, and analyzes the causes of wave distortion and flat-top phenomenon when the servo system is affected by friction and tracks sinusoidal signals. Then, the principle and structure of the ADRC are studied, and the application of the tracking differentiator in arranging the transition process and the extended state observer in extracting the real-time action of the total disturbance of the object is analyzed. Aiming at the characteristics of large inertia and nonlinear friction, the controller of dome servo system is designed. The simulation results show that the ADRC can restrain the influence of nonlinear links such as friction on the system, and solve the contradiction between overshoot and rapidity of the system, and improve the dynamic performance of the system. Finally, the automatic disturbance rejection control method is applied to a certain type of theodolite servo dome control system, and the hardware structure and software realization are designed. The experimental results show that the maximum tracking error of the system is reduced from 3.4 o to 1.1 o by using the ADRC method to track sinusoidal signals, and the fast response of the system without overshoot can be achieved. The research work in this paper proves the feasibility and effectiveness of applying the ADRC method to the dome servo system, and provides a new idea for the design of this kind of large inertia AC servo system.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273

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