本文關(guān)鍵詞：基于頻域模型的ADRC參數(shù)整定及其在精密控制中應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：跟蹤精度是衡量光電精密控制系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。為了提高系統(tǒng)的跟蹤性能,本文重點(diǎn)研究了自抗擾控制器(Auto Disturbance Rejection Control,ADRC)在精密控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。包括系統(tǒng)模型建立、ADRC參數(shù)整定、ADRC在速度環(huán)中的應(yīng)用以及在多閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用等幾個(gè)重要研究部分。旨在從被控對(duì)象頻域角度出發(fā),找到一種有效的ADRC參數(shù)整定方法,并將設(shè)計(jì)好的ADRC應(yīng)用于精密控制系統(tǒng),提高系統(tǒng)的跟蹤精度。論文首先建立了光電精密控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)系統(tǒng)辨識(shí)方法得到了被控對(duì)象的傳遞函數(shù)。基于被控對(duì)象的頻域模型,本文結(jié)合二階線性ADRC對(duì)其進(jìn)行分析,通過(guò)引入控制器帶寬c?和觀測(cè)器帶寬0?,大大減少了需要整定的參數(shù)個(gè)數(shù)。給出了各個(gè)參數(shù)的整定方法,并對(duì)參數(shù)整定過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)。在參數(shù)整定過(guò)程中,找到了參數(shù)b與系統(tǒng)諧振頻率存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系,為參數(shù)b的整定帶來(lái)了便捷。并通過(guò)仿真分析,驗(yàn)證了參數(shù)整定方法的正確性。在精密控制系統(tǒng)中,速度閉環(huán)非常重要。高性能的速度閉環(huán),不僅能消除系統(tǒng)的擾動(dòng),還能為位置環(huán)提供良好的對(duì)象特性。將基于上述方法整定的ADRC用于精密控制系統(tǒng)的速度環(huán)以克服系統(tǒng)內(nèi)部的不確定因素,并與PI控制器的控制效果作對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在輸入條件一致的情況下,ADRC能減小系統(tǒng)的換向誤差,能獲得更好的控制效果。在大多數(shù)控制系統(tǒng)中,普遍采用多閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)來(lái)提高系統(tǒng)的響應(yīng)精度以及響應(yīng)時(shí)間。本文對(duì)原始ADRC的控制律作了改進(jìn),提出了一種基于PI控制律的改進(jìn)型ADRC,并將其應(yīng)用于精密控制系統(tǒng)的多閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)(包括速度環(huán)和位置環(huán))中,對(duì)其位置跟蹤性能進(jìn)行分析。分別進(jìn)行了兩個(gè)串級(jí)控制實(shí)驗(yàn):速度環(huán)采用ADRC+位置環(huán)采用PID,速度環(huán)采用ADRC+位置環(huán)采用ADRC。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于PI控制律的改進(jìn)型ADRC能減小系統(tǒng)的跟蹤誤差,提高系統(tǒng)的跟蹤精度,具有較好的抗干擾能力。本文研究結(jié)果顯示了ADRC在精密控制系統(tǒng)中具有一定的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：自抗擾控制器 參數(shù)整定 精密控制系統(tǒng) 跟蹤精度
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外光電精密跟蹤系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-16
• 1.2.1 光電精密跟蹤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 光電精密系統(tǒng)中控制技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 自抗擾控制的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 ADRC的提出16
• 1.3.2 ADRC的發(fā)展與應(yīng)用16-17
• 1.3.3 ADRC的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題17-18
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 2 精密控制系統(tǒng)模型建立及系統(tǒng)內(nèi)部擾動(dòng)分析20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 精密控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.2.1 自適應(yīng)建模20-22
• 2.2.2 機(jī)理建模22-24
• 2.3 精密控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)建模24-26
• 2.3.1 頻率特性測(cè)量24-25
• 2.3.2 傳遞函數(shù)辨識(shí)25-26
• 2.4 精密控制系統(tǒng)內(nèi)部擾動(dòng)分析26-27
• 2.4.1 系統(tǒng)內(nèi)部擾動(dòng)分析26-27
• 2.4.2 擾動(dòng)抑制方法27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 精密控制系統(tǒng)的ADRC參數(shù)整定28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 自抗擾控制器的基本原理28-31
• 3.2.1 自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)框圖28-29
• 3.2.2 跟蹤微分器TD29
• 3.2.3 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器ESO29-30
• 3.2.4 非線性誤差反饋控制律NLSEF30-31
• 3.2.5 線性自抗擾控制器31
• 3.3 ADRC控制結(jié)構(gòu)描述31-33
• 3.4 參數(shù)整定方法33-36
• 3.4.1 控制器參數(shù)pk和dk的整定33
• 3.4.2 觀測(cè)器參數(shù)β_(01)，β_(02)，β_(03)的整定33-35
• 3.4.3 參數(shù)b與系統(tǒng)穩(wěn)定性35-36
• 3.4.4 ADRC參數(shù)整定流程36
• 3.5 仿真結(jié)果36-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 4 精密控制系統(tǒng)速度環(huán)的自抗擾控制算法設(shè)計(jì)40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 速度環(huán)路對(duì)擾動(dòng)的抑制40-43
• 4.2.1 PI控制器在速度環(huán)中的應(yīng)用40-42
• 4.2.2 ADRC在速度環(huán)路中的應(yīng)用42-43
• 4.3 實(shí)驗(yàn)建立43-48
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹43-46
• 4.3.2 正弦引導(dǎo)跟蹤實(shí)驗(yàn)46-48
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 5 ADRC在精密控制系統(tǒng)中的位置跟蹤應(yīng)用研究50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 多閉環(huán)控制策略50-51
• 5.3 基于PI控制律的改進(jìn)型ADRC51
• 5.4 位置環(huán)采用PID控制器51-55
• 5.4.1 控制算法設(shè)計(jì)51-52
• 5.4.2 位置跟蹤實(shí)驗(yàn)52-55
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)小結(jié)55
• 5.5 位置環(huán)采用ADRC55-59
• 5.5.1 控制算法設(shè)計(jì)55-56
• 5.5.2 位置跟蹤實(shí)驗(yàn)56-58
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)小結(jié)58-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)60-61
• 6.2 關(guān)于后續(xù)工作的思考和展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 作者簡(jiǎn)介及攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果66-67
• 作者簡(jiǎn)歷66
• 已發(fā)表（或正式接受）的學(xué)術(shù)論文：66
• 申請(qǐng)或已獲得的專(zhuān)利:66-67

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 潘為剛;李貽斌;肖海榮;;基于ADRC的船舶主機(jī)控制器設(shè)計(jì)與仿真研究[J];中國(guó)造船;2012年02期

2 周風(fēng)余;單金明;王偉;陳景帥;阮久宏;;基于ADRC的船舶航向控制器設(shè)計(jì)與仿真研究[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年01期

3 劉重陽(yáng);黨超亮;季金;郭釗;;基于改進(jìn)型ADRC的電磁執(zhí)行器控制研究[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2014年04期

4 劉曉麗;李蘭英;何勇;;基于優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ADRC的機(jī)器人無(wú)標(biāo)定視覺(jué)跟蹤[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2009年09期

5 ;A New Hybrid Control Scheme for an Integrated Helicopter and Engine System[J];Chinese Journal of Aeronautics;2012年04期

6 劉春芳;臧斌;王麗梅;;機(jī)床用直線伺服系統(tǒng)改進(jìn)型ADRC設(shè)計(jì)[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2013年04期

7 王文蘭;張麗萍;;基于ADRC-PID的超臨界機(jī)組主汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];化工自動(dòng)化及儀表;2011年08期

8 劉丁;劉曉麗;楊延西;;基于AGA的ADRC及其應(yīng)用研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2006年07期

9 鄧文浪;楊鈺;文天祥;周立明;;TSMC控制系統(tǒng)中ADRC參數(shù)的自適應(yīng)優(yōu)化[J];控制工程;2010年03期

10 周游;王慶林;邱德慧;;性能評(píng)價(jià)方法在ADRC參數(shù)整定中的應(yīng)用[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年10期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;Application and The Parameter Tuning of ADRC Based On CPSO[A];第24屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2012年

2 ;ADRC Based Integrated Guidance and Control Scheme for the Interception of Maneuvering Targets with Desired LOS Angle[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

3 ;Capability of ADRC for Minimum-Phase Plants with Unknown Orders and Uncertain Relative Degrees[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

4 ;Design ADRC for Tow Special Kinds of Systems[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)A卷[C];2011年

5 Chunfang Liu;Yang Chu;Limei Wang;Yuxian Zhang;;Application and the Parameter Tuning of ADRC Based on BFO-PSO Algorithm[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

6 ;An Economic Interpretation of ADRC[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

7 ;Design of an ADRC-based Electronic Throttle Controller[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

8 ;Flight Simulator Table Servo Control Based on ADRC Strategy[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

9 ;Disturbance Rejection in MEMS Gyroscope:Problems and Solutions[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

10 ;Robust Sensorless of ADRC Controlled PMSM Based on MRAS with Stator Resistance Identification[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉軍軍;帶有不確定干擾的偏微分方程鎮(zhèn)定：SMC方法和ADRC方法[D];北京理工大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 張婷;基于ADRC的四旋翼飛行控制器設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2013年

2 左丹;基于頻域模型的ADRC參數(shù)整定及其在精密控制中應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所);2016年

3 劉曉麗;基于優(yōu)化ADRC的無(wú)標(biāo)定機(jī)器人手眼協(xié)調(diào)[D];西安理工大學(xué);2006年

4 熊成林;基于優(yōu)化的ADRC在異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2006年

5 孫洪山;基于ADRC的異步電機(jī)矢量控制研究[D];東北大學(xué);2008年

6 董紅紅;基于ADRC的某型跟蹤裝置伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

7 呂彬;基于電壓源的高壓直流輸電系統(tǒng)的建模與仿真[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于頻域模型的ADRC參數(shù)整定及其在精密控制中應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：428727