轉塔跟蹤伺服系統的設計與特性仿真.pdf

1、現代科技發(fā)展突飛猛進，以交流伺服電動機為執(zhí)行元件的交流伺服驅動系統得到了廣泛應用。交流伺服系統具有體積小、過載能力強、輸出轉矩大、不存在電刷磨損、無需經常維修等優(yōu)點，因此交流伺服驅動已成為現代伺服驅動發(fā)展的方向。 本文以轉塔跟蹤伺服系統設計為研究背景，首先介紹了該數字伺服系統的總體設計方案，包括系統的技術指標、組成、工作原理、關鍵技術及難點。根據系統的技術指標要求確定了系統采用的驅動方案，通過計算確定了系統的執(zhí)行元件、測量元件以

2、及相應的采集卡，特別對所選擇的電機進行了功率校驗計算。通過研究分析轉塔系統的組成，建立了轉塔俯仰、方位跟蹤伺服系統的數學模型，并通過機理分析和實驗的方法確定了數字模型的相關參數。另外還對轉塔跟蹤系統的俯仰、方位兩個自由度的耦合動力學特性進行了分析和仿真，結果表明其相互的影響可以忽略。 本文特別對轉塔系統的控制算法作了深入的研究，介紹了經典PID控制算法并對采用經典PID算法的轉塔系統進行了仿真研究，通過仿真曲線可以看出，采用經典

3、PID控制時系統的精度和性能不能滿足系統的指標要求。為此研究了轉塔系統智能PID控制算法，并針對系統的實際情況引入前饋補償控制。仿真結果表明采用智能PID和前饋補償的復合控制方法能夠獲得很好的控制效果，滿足系統的技術指標要求。由于智能PID參數的整定需要具有專家經驗，一般采用試湊的方法，因此本文設計了基于LMI參數整定的PID控制算法，在不同程度上實現了PID參數的自整定。 另外，本文設計了基于PC/104總線的轉塔計算機伺服系