高動態(tài)伺服系統(tǒng)仿真平臺建立及魯棒二自由度控制設(shè)計.pdf

1、本文分析了高動態(tài)位置伺服系統(tǒng)控制中存在的問題,建立了高動態(tài)位置伺服系統(tǒng)控制設(shè)計的標(biāo)稱模型,并從魯棒控制設(shè)計角度,提出采用魯棒二自由度控制結(jié)合μ綜合設(shè)計方法,建立了魯棒二自由度控制結(jié)構(gòu),完成了控制器的設(shè)計;設(shè)計了實(shí)際系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法,建立了基于實(shí)際位置伺服系統(tǒng)的仿真平臺,并在仿真平臺上驗(yàn)證了魯棒控制器的有效性。
　　首先,結(jié)合永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的原理,建立了位置伺服系統(tǒng)的基本機(jī)理模型;針對高動態(tài)位置伺服系統(tǒng)中存在的高頻諧振問題,建立了

2、諧振模態(tài)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,建立了包含彈性模態(tài)的高動態(tài)位置伺服系統(tǒng)控制設(shè)計的標(biāo)稱對象模型,并分析了模型誤差,給出了高階標(biāo)稱模型的辨識方法和不確定性上界的辨識方法。
　　其次,基于實(shí)際系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,搭建了位置伺服系統(tǒng)的仿真平臺。這一部分建立了實(shí)際系統(tǒng)中非線性特性的機(jī)理模型,進(jìn)行仿真平臺參數(shù)確定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計,給出了數(shù)據(jù)處理方法及辨識結(jié)果。組建了仿真平臺并將其特性與實(shí)際系統(tǒng)的特性進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了仿真平臺的有效性。
　　然后,討

3、論高動態(tài)位置伺服系統(tǒng)控制中存在的問題,針對問題的特點(diǎn)提出采用魯棒二自由度控制結(jié)合μ綜合方法進(jìn)行控制設(shè)計。給出模型不確定性的描述,建立了魯棒二自由度控制結(jié)構(gòu),確定了各加權(quán)函數(shù)的選取原則,給出了控制器求解方法,討論了D-K迭代求解過程中特殊定標(biāo)矩陣的選取問題。
　　最后,基于實(shí)際位置伺服系統(tǒng)特性,辨識得到了高階標(biāo)稱對象模型,獲取了實(shí)際系統(tǒng)不確定性上界。按照給出的加權(quán)函數(shù)選取原則,確定了各個加權(quán)函數(shù)。在此基礎(chǔ)上,采用μ綜合方法設(shè)計控制器