時滯濾波器及其實驗系統(tǒng)設計.pdf

1、本文研究的出發(fā)點和主要內容是時滯濾波器。時滯是自然界中廣泛存在的一種物理現 象，時滯有時是對象固有的，如時滯對象中的時滯；有時是無意識中引入系統(tǒng)的。對象固有 的時滯給系統(tǒng)分析和控制器的設計來了很大的困難，時滯對象被認為是最難控制的對象之 一。任何事務都有其兩面性，時滯也不例外。如何發(fā)掘時滯潛在的優(yōu)點，有意識地利用時滯 來改善系統(tǒng)的控制性能是一個值得深入研究的課題。這就是時滯控制的研究內容，時滯濾波 器就是一種有效利用對象的固有

2、時滯特性來改善對象控制效果的控制方法。提出Smith預估器的O．J．Smith提出的Posicast Control方案是時滯濾波器的最早原型，它用比例-時滯環(huán)節(jié)來對消對象的二階小阻尼振蕩極點從而消除輸出的殘留顫抖。這種方法 得到廣泛的研究和應用是在N．c．Singer等學者改進了其魯棒性之后。這種方法現在被稱為時滯濾波器或輸入整形。這種方案的側重點在于利用時滯環(huán)節(jié)設計合適的濾波器來避免激活 對象的振動模態(tài)，屬于開環(huán)控制的范疇。本文

3、主要的研究工作就是不同時滯濾波器設計及其 實驗效果的研究。 本文首先對時滯濾波器的原理進行了深入細致的研究。分析了時滯濾波器的基本原理； 零極點法、脈沖響應法和矢量圖法等基本設計方法；ZV、ZVD、EI等典型時滯濾波器；從 頻率不靈敏性、阻尼不靈敏性和完全不靈敏性方面對時滯濾波器進行了靈敏性分析：對時滯 濾波器的一些典型應用進行了分析及仿真。 根據現有的時滯濾波器的理論基礎及研究成果，提出了混和時滯濾波器，

4、闡述了混和時 滯濾波器的理論原理和設計方法，并對其進行了理論分析和仿真驗證。 針對設計的時滯濾波器的特點，設計并實現了時滯濾波器的實驗系統(tǒng)——柔性機械臂末 端定位系統(tǒng)。從計算機軟硬件的選擇和組成以及配置：可編程控制器及其周邊設備的選擇、 配置和編程、調試及其與計算機和調壓調速裝置的連接與通信設置；調壓調速器的改造；實 驗臺設計和實現和數學建模分析四個部分分析、設計和介紹了實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)采用馬達帶動 柔性機械臂旋轉，