基于以太網(wǎng)的多隨動(dòng)系統(tǒng)定位控制.pdf

1、針對(duì)高炮多隨動(dòng)系統(tǒng)高精度定位控制研究中存在的亟需解決的關(guān)鍵問題:系統(tǒng)通信速率低、組網(wǎng)能力有限、炮控系統(tǒng)存在外界干擾及諸多非線性因素，本文旨在解決這些制約高炮性能的瓶頸問題，提出了基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)控制，并設(shè)計(jì)了一種基于連續(xù)光滑的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的分?jǐn)?shù)階PID控制器。
　　本文以高炮高精度定位控制設(shè)計(jì)為研究背景，立足于網(wǎng)絡(luò)化控制結(jié)構(gòu)成為控制系統(tǒng)主流的現(xiàn)實(shí)，在以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)仿真驗(yàn)證等方面，展開了基于以太網(wǎng)的高速、高精

2、度定位控制系統(tǒng)的研究，重點(diǎn)研究了隨動(dòng)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的通信實(shí)時(shí)性、多隨動(dòng)控制系統(tǒng)的定位控制策略。針對(duì)系統(tǒng)通信實(shí)時(shí)性問題，提出了確定性實(shí)時(shí)以太網(wǎng)模型及分時(shí)調(diào)度方法，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)方案，并分析了基于CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延。由于定位控制器是基于自抗擾技術(shù)設(shè)計(jì)的，本文針對(duì)自抗擾控制中基于fal()函數(shù)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)易產(chǎn)生高頻顫振的缺點(diǎn)，構(gòu)造了連續(xù)光滑的fan()函數(shù)，設(shè)計(jì)了基于fan()函數(shù)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(CS-ESO)

3、，并通過數(shù)字仿真驗(yàn)證了改進(jìn)控制算法的正確性。對(duì)于高炮多隨動(dòng)控制系統(tǒng)的諸多非線性特征，提出了以分?jǐn)?shù)階PID為主控制器，通過CS-ESO進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反饋補(bǔ)償?shù)目刂撇呗?。為了檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)控制器在實(shí)際多隨動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制性能，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了建模仿真及半實(shí)物平臺(tái)實(shí)驗(yàn)分析。
　　半實(shí)物仿真結(jié)果表明:CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性高，工控機(jī)依次給六個(gè)炮控系統(tǒng)發(fā)送定位信息，從發(fā)送至接收到反饋信息總耗時(shí)為72ms;設(shè)計(jì)的CS-ESO觀測(cè)性能好，基于CS