三軸轉(zhuǎn)臺的先進(jìn)PID控制.pdf

1、三軸轉(zhuǎn)臺是用來測試慣導(dǎo)元件的一種半實(shí)物仿真設(shè)備。隨著對其測試的慣導(dǎo)元件的工作精度要求不斷提高，對三軸轉(zhuǎn)臺的性能指標(biāo)要求也越來越高。如何克服三軸轉(zhuǎn)臺在運(yùn)動中由于非線性耦合、擾動產(chǎn)生的誤差是目前三軸轉(zhuǎn)臺控制的難點(diǎn)之一。本文以某型三軸轉(zhuǎn)臺為研究對象，研究利用先進(jìn)PID控制策略減小非線性耦合和擾動，提高控制精度。 運(yùn)用旋轉(zhuǎn)投影變換矩陣來描述各構(gòu)件之間的空間關(guān)系，在此基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)運(yùn)動坐標(biāo)系。并根據(jù)多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論和第二類拉格朗日方程

2、建立三軸轉(zhuǎn)臺的動力學(xué)模型。 由于三軸轉(zhuǎn)臺運(yùn)動中非線性耦合和擾動是影響其控制精度的主要因素，運(yùn)用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行控制難以取得滿意的效果。為此對基于模糊控制、魯棒控制與PID控制相結(jié)合的先進(jìn)PID控制策略進(jìn)行了研究。模糊PID控制主要將模糊控制理論與普通PID控制相結(jié)合，利用專家系統(tǒng)對三軸轉(zhuǎn)臺進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，在線調(diào)整PID控制器的三個(gè)參數(shù)，以減小非線性耦合和擾動帶來的誤差。魯棒PID控制主要是將魯棒控制理論與普通PID控制相

3、結(jié)合，在控制器中引入與不確定性參數(shù)對應(yīng)的PID參數(shù)，通過實(shí)時(shí)修正PID參數(shù)來保證整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)。但是魯棒PID控制對輸入信號和控制中的非線性擾動和誤差有一定的要求。在MATLAB/simulink環(huán)境下進(jìn)行仿真，結(jié)果表明以上兩種控制算法的有效性。 進(jìn)行了單軸模糊PI控制轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。利用基于DSP的ICETEK-F2812-ACM電機(jī)拖動實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行了單軸模糊PI控制轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)，編制了模糊PI控制程序，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。