隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各工程領(lǐng)域?qū)鹊囊笤絹碓礁?精密跟蹤系統(tǒng)的性能成為研究的重點(diǎn)之一。本文以快速反射鏡(FSM)為研究載體,首先采用理論推導(dǎo)的方法建立了被控對(duì)象帶有非線性環(huán)節(jié)的白盒模型。對(duì)于理論模型與實(shí)際對(duì)象之間存在的差異,設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,獲取了被控對(duì)象的實(shí)測(cè)頻率特性曲線及不同信號(hào)下的響應(yīng)曲線,作為模型校正的依據(jù)。采用系統(tǒng)辨識(shí)的方法,根據(jù)頻率特性曲線校正理論模型的線性部分,根據(jù)響應(yīng)曲線提取非線性參數(shù)的實(shí)測(cè)值,與理論值相互驗(yàn)證。同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用兩種方法得到了相同的噪聲模型。最終建立了被控對(duì)象帶有噪聲的本質(zhì)非線性白盒模型。又根據(jù)被控對(duì)象實(shí)測(cè)頻率特性曲線,采用人工擬合的方法得到了由典型環(huán)節(jié)組成的傳遞函數(shù)黑盒模型。兩個(gè)模型在控制設(shè)計(jì)中各有優(yōu)勢(shì),可以靈活選用。采用超前校正、滯后校正、陷波控制等多種控制策略及其組合,進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。針對(duì)FSM中普遍存在的諧振問題,采用兩種控制方案,最終得到的閉環(huán)系統(tǒng)帶寬均能滿足設(shè)計(jì)期望指標(biāo)的500Hz,甚至遠(yuǎn)超出500Hz。分析比對(duì)了同一控制器下,線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的性能差異,得出了控制限大于物理極限,非線性是制約系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素的結(jié)論。具體...

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1復(fù)合軸系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖

其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1.1所示。圖1.1復(fù)合軸系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖粗跟蹤控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍很廣，視場(chǎng)大，但具有帶寬窄和跟蹤精度差的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的捕獲和跟蹤；精密跟蹤系統(tǒng)雖然視場(chǎng)小，但其頻帶很寬，系統(tǒng)響應(yīng)快，而且跟蹤精度要高于粗跟蹤系統(tǒng)，在粗跟蹤系統(tǒng)成功捕獲目標(biāo)后，可以對(duì)粗跟蹤....

圖1.2美國(guó)Ball公司的典型FSM產(chǎn)品

寬范圍在200Hz-1000Hz，最高的一款設(shè)計(jì)達(dá)到了1500Hz。Ball公司的典型產(chǎn)品如圖1.2所示。圖1.2美國(guó)Ball公司的典型FSM產(chǎn)品MIT林肯實(shí)驗(yàn)室也不甘落后，展開了激光通訊等項(xiàng)目的研究，研究目標(biāo)在于對(duì)光束進(jìn)行微弧度級(jí)的精準(zhǔn)控制。完成了高帶寬跟蹤....

圖1.3PI公司的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)型FSM

3圖1.3PI公司的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)型FSMate公司研制開發(fā)了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)型快速反案。其快速控制反射鏡系統(tǒng)具有高于1kH2mrad，運(yùn)動(dòng)的角分辨力達(dá)到了亞微弧度級(jí)究現(xiàn)狀研究起步稍晚一些，相關(guān)的研究與技術(shù)成果機(jī)械研究所及各大高校[14]。，中科院成都光電技術(shù)研究所開始展開....

圖1.5芯明天公司研制的P36壓電偏轉(zhuǎn)鏡

第一章緒論5圖1.5芯明天公司研制的P36壓電偏轉(zhuǎn)鏡目前國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的FSM在性能方面雖與國(guó)外還存在一定差距，但已逐漸擺脫了以往對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依賴，呈現(xiàn)出國(guó)產(chǎn)取代進(jìn)口的趨勢(shì)[9]。1.3研究?jī)?nèi)容與研究意義本文的研究是以快速反射鏡系統(tǒng)為研究對(duì)象，借助于計(jì)算機(jī)仿真工具對(duì)閉環(huán)....

本文編號(hào)：3959039