机械伺服系统基于模糊神经网络的复合控制

惯性参数大范围变化和低速状态下的非线性摩擦是制约机械伺服系统跟踪性能的主要因素,基于LuGre动态摩擦模型和干扰观测器的补偿控制可以实现非线性摩擦力矩的动态补偿,但状态观测器的设计是基于被控对象的数学模型,当负载惯性参数大范围变化时,上述控制系统性能无法保障,针对上述问题提出一种基于模糊神经网络补偿的状态观测器复合控制,分析了基于模糊神经网络补偿复合控制的理论与实现方法,并以直流电机飞行仿真转台作为被控对象进行了仿真试验,试验结果表明了控制方法的有效性。     

基于抗扰动补偿的转台伺服系统准滑模控制研究

针对飞行模拟转台伺服系统中存在的内部和外部扰动.在分析它们对转台伺服系统影响基础上,采用线性连续准滑模控制(LCPSM)和状态立方反馈准滑模控制(SCFPSM)两种方法对转台伺服系统进行了杭扰动补偿控制,通过与传统PID控制方法和常规滑模变结构控制方法的比较证明准滑模控制方法对于转台伺服系统中的参数摄动和外部摩擦等扰动因素具有良好的抑制和补偿作用,消除了常规滑模变结构控制中的抖振现象.     

基于模型的伺服系统自适应滑模控制研究

在伺服系统优化控制设计问题的研究中,对于伺服转台控制系统,当系统进行低速跟踪时,由于摩擦力矩的存在,会使系统出现低速爬行现象.针对伺服电机运行时产生的摩擦扰动,进行理论分析与研究,提出一种补偿摩擦力矩的控制器,使系统满足高精度要求.在MATLAB仿真平台上,建立滑模自适应控制器的控制系统仿真模型,仿真结果表明滑模自适应控制器不仅对模型参数的随机性具有自适应的能力,而且对摩擦扰动和其他扰动信号具有鲁棒稳定性.采用滑模自适应控制器的伺服系统可以获得较高的跟踪精度的同时具有一定的鲁棒稳定性,且系统抖振较小.     

基于反步积分滑模摩擦补偿的光电伺服转台控制

针对光电伺服转台在目标搜索、瞄准时出现角度跟踪误差较大、爬行、抖振等问题,本文结合反步法、自适应滑模、LuGre模型的优势,提出了一种反步自适应积分滑模摩擦补偿控制策略。首先根据光电伺服转台工作环境复杂多变的特点,引入环境因子,建立了改进的LuGre模型,然后在李雅普诺夫框架下分步设计子系统与控制律。引入多个自适应律消除参数不确定对系统的影响,采用双非线性摩擦观测器进行摩擦扰动补偿,采用积分滑模增强系统鲁棒性并减小系统稳态误差。由李雅普诺夫定理证明可知系统全局稳定。仿真结果表明,这种新型控制策略能有效抑制摩擦扰动,提高系统角度跟踪精度,可以满足光电伺服转台的高精度跟踪控制的要求。     

低速飞行模拟转台变结构控制设计

针对飞行模拟转台在低速运行时的控制问题进行研究。由于摩擦力矩对飞行模拟转台在低速运行的影响较大,为了使转台在低速运行时具有精确的跟踪能力,采用变结构控制方法设计了控制器,并利用干扰观测器对摩擦力矩进行估计,从而在不增加系统硬件设备及改变转台结构的情况下对摩擦力矩进行补偿。仿真表明,该方法可以使飞行模拟转台在低速情况下具有良好的跟踪能力,干扰观测器可以准确地对摩擦力矩进行估计,并有效地补偿了摩擦力矩的影响,验证了该方法的有效性。     

基于多功能数据采集卡和变速PID的转台控制系统设计

为了提高采用转台对惯性导航系统和惯性仪表进行误差模型标定时的可靠性和精度,对角位置转台的控制系统进行了研究;首先借助NI公司PXI-8101控制器和功能强大的数据采集卡PXIe-6363对转台控制系统进行了硬件设计;随后在对转台常规PID控制方法研究的基础上提出了一种能随系统调节偏差自动改变积分项累加速度的变速PID控制方法;接着又对基于软件实现的双通道旋转变压器轴角解调算法进行了研究并提出了一种粗精组合角纠错方法;最后文章设计的转台控制系统进行了测试实验,结果表明提出的轴角解调算法具有较好的解码速度和精度,并且变速PID控制方法大大提高了转台控制系统的自学习能力和鲁棒性,显著地改善了转台控制过程的稳定性.     

循环球电动助力转向系统控制及补偿策略

考虑循环球式转向系统内多因素的影响,设计循环球式电动助力系统的控制及补偿策略,建立循环球式电动助力转向系统模型,设计电流助力曲线,采用模糊PID控制方法,实现电机的实时控制;为了获得更好的助力力矩,补偿系统内损失,基于LuGre摩擦模型,通过观测到的系统参数,建立摩擦状态观测器,得到摩擦补偿叠加电流。使用Matlab/Simulink与CarSim的联合仿真验证控制系统;通过对增加摩擦补偿策略前后的对比分析,可知所设计的电动助力转向电流控制系统能综合车辆行驶时的摩擦、车速和转向盘转角等信息,由助力执行电机产生适当的助力,更准确地实现驾驶员的驾驶意图,使得回正过程更加平稳。     

三轴飞行仿真转台控制系统设计

为实现转台的高精度控制,设计了转台数字控制系统.该控制系统以MSP430单片机为控制核心,采用模块化的设计理念和开放式的结构形式,设计了转台控制系统的硬件电路,并对其功能和原理进行了论述.以VC+ +6.0为开发环境,设计了控制系统的上位机软件结构;以IAR EW 5.0为开发环境设计了控制系统的下位机软件结构.为验证控制系统的性能,进行了控制实验,结果表明:系统控制效果良好,达到了预期效果.     

精密转台中摩擦力矩的动态补偿

本文论述了通过设置摩擦力矩观测器和引入前馈控制的方法,对精密转台中的摩擦力矩 进行动态补偿,提高了转台精度并为研制结构简单而性能良好的新型转台提供了途径.     

基于重复控制的六自由度转台控制系统

在分析六自由度电动转台控制系统工作原理的基础上,针对驱动电动台的永磁同步电机采用传统PID控制电动台速度时,会产生周期性的速度偏差,致使其控制精度大大降低这一问题,通过对永磁同步电机的转速环进行数学建模,提出利用重复控制理论来设计电动台的速度补偿系统的思想,然后对传统PID和重复控制补偿系统2种控制器进行了设计与仿真.仿真结果表明,经过几个周期后,具有重复补偿的控制系统的跟踪误差逐渐减小,而传统的PID控制器则一直保持较大的跟踪误差.在Matlab/Simulink xPC Target实时开发环境下建立电动台速度实时控制系统,采用快速原型控制方式具有系统组建方便、成本低、开发周期短等特点.试验表明重复控制补偿系统对转台的速度控制具有很大的改进,从而为电动台的精确控制奠定了基础.