速度/加速度误差补偿对光电跟踪系统稳定性影响分析

高速高精度光电跟踪控制系统采用速度/加速度误差补偿控制策略后,虽降低了系统跟踪误差,对系统稳定性有所影响,但提高了系统跟踪精度.通过Matlab对比加入速度、加速度误差补偿控制策略前后,在提高光电跟踪系统跟踪精度的同时,虽然系统稳定裕度有所降低,但恰当选择参数对系统稳定性几乎无影响.     

速度/加速度误差补偿对光电跟踪系统精度影响分析

高速高精度跟踪控制系统,其速度和加速度误差环节的加入对系统的速度和加速度品质因数均有影响.通过Matlab对比加入速度和加速度误差补偿控制策略前后的系统跟踪误差,可得出速度和加速度误差补偿能提高光电跟踪系统跟踪精度.在跟踪以最大速度50°/s、最大加速度30°/s2的等效运动目标时,最大跟踪误差小于0.2 mil.     

电动操纵负荷系统多余力抑制研究

为有效抑制多余力对系统的伺服精度、动态性能和稳定性等指标的影响,提出PID＋前馈补偿复合控制策略的设计思想。阐述电动操纵负荷系统的组成及工作原理,通过对系统的模型建立及仿真分析,深入了解多余力产生的机理及对系统的影响,并以俯仰通道为例,采用阶跃响应和正弦响应进行测试验证。结果表明,该控制策略能有效抑制多余力影响,提高电动操纵负荷系统的力感跟踪精度。     

速度/加速度误差补偿控制策略技术运用局限性分析

速度/加速度误差补偿控制策略技术运用局限性,通过对无补偿、速度/加速度误差补偿时系统动态性能指标分析后得出.加了速度/加速度误差补偿后,由于系统快速响应时间有所降低,影响到系统的搜索、捕获能力,并系统中频段形成反谐振环节,所以该控制策略适用于只用到速度回路的半自动跟踪状态和加有速度、加速度前馈的导引控制阶段.     

车载大惯量运动平台双电机驱动控制策略

针对某车载大惯量伺服系统刚度欠缺,系统在高动态响应与稳定运行之间存在的矛盾,提出一种基于速度曲线规划的双电机驱动策略。采用双电机同步消隙的方法来补偿方位通道与俯仰通道中传动间隙的影响,使得负载的驱动力矩变化连续,保证了系统的稳定运行。通过对伺服系统的运行速度曲线进行合理规划,避免了系统较大启动速度与加速度对结构造成的冲击而导致的抖动问题;利用速度规划指令前馈补偿的方式提高了伺服系统的动态跟踪精度,保证了系统的快速运行能力。联合仿真及实验结果表明：双电机同步消隙方法能有效补偿传动结构中间隙/齿隙的影响;速度曲线规划及前馈补偿的方式能有效抑制大惯量挠性结构的抖动问题,同时保证了系统运行的快速性。     

地磁/陀螺复合测姿的模块化分析误差补偿方法

针对地磁传感器和硅微陀螺的复合姿态测控系统受外界复杂环境干扰,导致弹箭姿态控制精度低,提出利用模块化分析法,分模块对系统组成的MIMU模块、浮点DSP控制模块、AMR模块进行误差分析和补偿,提高了复合测姿系统的姿态测量精度。转台试验表明:该方法具有漂移小、稳定性好、精度高等优点。最后的姿态解算误差在2°左右,能够很好地反映弹体飞行姿态,对地磁传感器和硅微陀螺的工程应用提供了有效的方法。     

悬丝支承型加速度通道误差补偿方法

为了降低温度对基于悬丝支承型加速度计的加速度通道精度的影响,分析了该型加速度通道的特性,采用六位置标定试验方法完成了在全温范围内的测试,提出了该型通道误差的温度补偿模型,并利用软件仿真的方法最终提高加速度通道输出精度。该补偿方法可以使该型加速度通道的性能显著提高,具有良好的适用性,便于工程应用。     

基于复合补偿的航空发动机大延迟系统内模控制

针对某发动机的大延迟控制通道,提出了一种基于前馈-反馈复合补偿的内模PID控制算法,该算法采用前馈的方式在被控量"未变化前"进行"超前补偿",加大提前修正能力,从而提高系统的响应快速性,并减小稳态误差;采用内模控制的思想去整定PID参数,结构简单,在线调整参数少,调整容易,计算机仿真和地面试车结果证明了该方法的有效性。     

光电跟踪伺服系统的位置超前抑制法

为提高光电跟踪伺服系统的跟踪精度,满足现代航空、航天的需要,在基于速度滞后补偿、加速度滞后补偿原理的基础上,提出了一种适合于跟踪快速运动目标的位置超前抑制方法。并分析了位置超前抑制参数对伺服系统跟踪精度的影响,确定了参数选取原则。在光电跟踪伺服系统的仿真实验中,将其与前馈内模控制技术相结合,大幅度的减小了跟踪误差,有效的提高了系统的跟踪精度。     

随动系统控制模型设计及控制策略确定

通过对防空武器随动系统各部分的性能分析，确定系统传递函数，设计PID调节器和前馈补偿通道，确定有关参数，建立系统的控制数学模型，并根据武器系统特点选取最优控制策略。     

机器鱼高精度实时反馈控制系统

为实现高速和精确的速度控制,设计一种机器鱼高精度实时反馈控制系统。研究仿生机器鱼的推进速度与鱼尾的摆动频率、幅度的关系,以FPGA为主控芯片,完成机器鱼3自由度舵机的控制和实时状态反馈,并与PC决策系统交换数据;将视觉系统采集处理得到的机器鱼实际前进速度作为反馈,与目标速度作差构成闭环,利用PID算法通过控制3自由度舵机的摆动频率和幅度精确控制机器鱼速度,并通过实验得出速度控制曲线和误差曲线。实验结果表明,该系统能完成机器鱼高精度、高稳定度的速度控制。     

高速高精度跟踪系统跟踪精度的动态误差法评价分析

高速高精度控制系统跟踪精度时产生的误差,利用动态误差分析法进行评价分析,并运用自动控制原理详细分析两者之间存在的矛盾关系.根据系统误差传递函数及相关参数公式,得出系统误差不仅与系统特性有关,而且与系统的输入信号特性有关.误差的高阶导数是影响系统跟踪精度不可缺的一部分.     

简单自适应鲁棒飞行重构控制律研究

提出一种基于简单自适应控制的重构控制律设计方法,用于提高飞行重构控制系统的鲁棒性和抗干扰性。针对故障飞行控制系统,设计了一种包含一个基本控制器和一个简单自适应控制器的重构控制器。在基本控制器中,应用具有预定稳定度的线性二次型指标最优控制,以改善系统的稳定性;在简单自适应控制器中,引入并联前馈补偿器,保证故障飞行控制系统满足正实性要求,并将其转化为同时镇定问题,利用YALMIP工具箱进行了求解。以某型飞机侧向飞行控制系统为例,针对系统参数变化和承受有界干扰情况,对所提出的方法进行了仿真分析,结果表明该重构飞行控制系统在跟踪参考输入信号时具有较好的鲁棒性和较强的适应能力。     

一种具有高阶无静差特性的内模控制器

本文在内模控制的基础上提出了一种易于实现高阶无静差的控制结构,并对其鲁棒稳定性及无静差跟踪性能进行了理论研究,基于MATLAB的仿真表明：双口控制结构可实现对高速度,高加速度指令信号的高精度跟踪。     

倒立摆系统的线性二次型状态反馈控制

针对倒立摆系统非线性、鲁棒性、镇定、随动及跟踪等问题,提出二次型状态反馈控制.LQR控制器用于倒立摆的控制模式,保持摆锤稳定在竖直向上不稳定状态点附近,使小车位移跟踪给定信号.应用Matlab工具函数lqr,得到最优控制器对应的反馈增益矩阵,由此实现求反馈矩阵及倒立摆控制的程序.其仿真实验效果较好.     

汽车磁流变半主动悬架系统自适应反推跟踪控制

针对汽车磁流变半主动悬架系统非线性和模型不确定性所引起的控制稳定性及优化问题,考虑被控悬架综合控制目标的安全约束,建立1/2车辆悬架系统的非线性动力学模型。基于被控悬架系统与参考轨迹之间的跟踪误差,使用自适应反推方法和Lyapunov理论,设计被控悬架系统的磁流变阻尼器控制输入函数,提出基于投影算子的自适应控制律,进而设计一种能够处理安全约束问题的自适应反推控制器;为验证所提出控制策略的可行性和有效性,基于Matlab/Simulink建立磁流变悬架控制系统的仿真模型,并分别在随机路面和凸块路面上对该控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的自适应反推控制策略能使磁流变悬架车辆在行驶稳定性方面具有较好的全局渐进稳定性,并能明显提高车辆行驶平顺性,满足悬架系统各方面的安全约束。     

多电机同步传动控制系统分析

针对产品制造过程中多单元同步传动控制问题，在分析机械总轴同步控制和主令参考同步控制方案优缺点的基础上，提出了多电机同步传动调速系统的虚拟总轴控制方案。该方案虚拟总轴控制模糊机械总轴的机械性，既保留了机械总轴控制方式固有的同步特性，又具有主令参数同步控制方式中各单元间完全没有耦合，任一单元的扰动不会影响其它单元运动状态的优点，虚拟总轴系统的由虚拟总轴、虚拟内内轴以及机械单元等部分组成，虚拟机械部分采用软件实现，由于输入信号经过总轴作用并过滤，易于单元驱动器跟踪。Matlab仿真结果表明，该方案易于调节参数，动态性能好，系统容量大。     

基于卡尔曼滤波算法的加速度反馈控制在航空光电稳定平台中的应用

为进一步提高航空光电稳定平台的视轴稳定精度,提出一种基于卡尔曼滤波算法的加速度反馈控制策略。根据光电平台伺服系统模型特点设计卡尔曼滤波器,将卡尔曼滤波器采集的光电平台伺服系统输入输出信号作为自身输入信号,并输出速度的滤波信号和加速度的估计结果。然后将卡尔曼滤波器输出的速度和加速度估计值分别作为被控对象速度环路和加速度环路的反馈信号。进行了模拟仿真和样机实验,结果表明：伺服系统引入加速度反馈控制后,可以使光电平台对2.5 Hz以内不同频率的扰动力矩都具有良好的抑制效果,扰动隔离度优于20 dB;相比于传统单速度环控制方案,阶跃响应的超调量至少降低40%. 由此可见,将加速度环引入传统速度环控制系统可以有效改善光电稳定平台的伺服控制性能,具有较高的工程应用价值。     

全电坦克双向稳定系统自适应积分鲁棒控制

针对全电坦克双向稳定系统具有复杂的强非线性、强耦合性、强参数时变性等特点,提出了一种基于误差符号积分鲁棒反馈的坦克双向稳定系统自适应积分鲁棒(AIR)控制设计方法。考虑全电坦克双向稳定系统为一个耦合性的、非线性的、不确定性的动力学系统,建立面向真实的全电坦克双向稳定系统机电一体化解析动力学模型;基于Backstepping法融合自适应的思想,引入辅助误差信号设计了AIR控制器,有效衰减系统的未建模扰动;所设计的AIR控制器不需要预先知道未知扰动的上界,而是通过自适应的方法不断更新以获取其上界,降低了其工程应用的保守性;基于Lyapunov理论分析,在连续控制输入下可以保证坦克双向稳定系统获得渐进跟踪性能。通过Recurdyn-Simulink的仿真对比试验,验证所提方法的有效性。     

用跟踪微分器实现机器人自抗扰控制

建立基于干扰估计的机器人非线性反馈控制系统并证明其稳定性,在此基础上提出一种 适用于机器人跟踪控制的新型自抗扰控制器。该控制器不需实时计算复杂的机器人动态模型,由两个跟踪微分器(TD)构成：一个用于安排系统的过渡过程;另一个用来估计速度和加速度,TD的滤波特性使其对量测噪声具有抑制作用。由被控对象的控制量与所估计加速度的反馈构成的“扩张状态”来自动检测系统模型和外扰的实时作用并实时进行动态补偿。除了和以往的自抗扰控制器一样具有很好的适应能力和很强的鲁棒性外,它还具有需整定参数少的特点。仿真结果表明,该控制器是有效的且具有很强的鲁棒性,而且系统响应快且超调小。