基于T-S模糊模型的轉(zhuǎn)臺(tái)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本論文以某三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的研制為背景，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，包括轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成、數(shù)學(xué)模型以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。針對(duì)對(duì)象存在的非線性和不確定性，本文提出了應(yīng)用T-S模糊理論，將非線性問(wèn)題的處理歸結(jié)為線性矩陣不等式（LMI）的求解問(wèn)題，并基于T-S模糊模型對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)控制對(duì)象進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真分析。
　　本文主要內(nèi)容有：
　　首先根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)要求及實(shí)際情況，給出了轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并選擇了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件和光電碼盤為

2、測(cè)量元件。論述了無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理及其特性，推導(dǎo)出其非線性動(dòng)力學(xué)模型。同時(shí)給出了轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)象的主要不確定性因素，并詳細(xì)分析了它們對(duì)系統(tǒng)的影響。
　　其次主要研究了基于T-S模糊模型的跟蹤控制問(wèn)題，介紹了T-S模糊模型以及LMI基本理論，之后研究了模型參考跟蹤控制理論。給出了能保證系統(tǒng)具有給定的H∞跟蹤控制性能的充分條件，同時(shí)，針對(duì)系統(tǒng)存在的不確定性，給出了既能保證魯棒穩(wěn)定性又能保證跟蹤控制性能的充分條件，為轉(zhuǎn)臺(tái)控制器的設(shè)計(jì)奠

3、定了基礎(chǔ)。
　　最后對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真研究。通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)的非線性動(dòng)力學(xué)模型建立了轉(zhuǎn)臺(tái)速度環(huán)以及位置環(huán)的T-S模糊模型，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)速率定位功能的速度環(huán)魯棒最優(yōu)控制器。根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)要求的性能指標(biāo)給出了需要跟蹤的轉(zhuǎn)臺(tái)參考模型，然后針對(duì)系統(tǒng)存在和不存在不確定性的兩種情況分別對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)了基于觀測(cè)器的T-S模糊控制器，應(yīng)用MatlabSimulink建立了仿真模塊，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)果表明滿足系統(tǒng)提出的性能指標(biāo)，而且具有很好的