本文關(guān)鍵詞：基于伺服驅(qū)動(dòng)器的舵機(jī)加載系統(tǒng)復(fù)合控制研究

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【摘要】：電動(dòng)加載技術(shù)是負(fù)載仿真領(lǐng)域的新研究方向,也是舵機(jī)加載系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。電動(dòng)加載系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點(diǎn),這為其廣泛應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電動(dòng)加載系統(tǒng)不僅廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,而且在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等工業(yè)領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用價(jià)值。因此,研究基于伺服驅(qū)動(dòng)器的舵機(jī)加載系統(tǒng),取得一些具有實(shí)用價(jià)值的研究成果,無(wú)疑具有重要意義。本文以基于伺服驅(qū)動(dòng)器的加載系統(tǒng)為研究對(duì)象,以盡可能提高扭矩輸出精度和系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度為目標(biāo),對(duì)舵機(jī)電動(dòng)加載控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及優(yōu)化。采用模糊控制器和重復(fù)控制器并聯(lián)的復(fù)合控制方法,使電動(dòng)加載系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)響應(yīng)和魯棒性,滿足了舵機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的工程需求。其研究?jī)?nèi)容和研究成果如下：(1)確定了伺服驅(qū)動(dòng)器的方案,介紹伺服控制器的工作原理及使用方法,基于Labview軟件平臺(tái),編寫電機(jī)控制及舵機(jī)運(yùn)動(dòng)程序；(2)介紹舵機(jī)測(cè)試系統(tǒng)及電動(dòng)加載系統(tǒng)的工作原理,根據(jù)其工作原理,建立伺服電機(jī)及其它環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型,最后建立了電動(dòng)加載系統(tǒng)模型；(3)分析加載系統(tǒng)性能,有助于對(duì)加載系統(tǒng)控制特性進(jìn)行深入研究。基于伺服控制器的使用,設(shè)計(jì)模糊控制器,利用模糊控制器對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行在線整定,提高系統(tǒng)跟蹤精度；通過(guò)Matlab/Simulink仿真實(shí)驗(yàn),得到加載系統(tǒng)跟蹤及誤差曲線。仿真結(jié)果表明,模糊控制系統(tǒng)相比PID控制系統(tǒng),穩(wěn)態(tài)誤差下降了一個(gè)數(shù)量級(jí),跟蹤精度得到了提高,加載系統(tǒng)控制性能得到了改善；(4)針對(duì)模糊控制加載系統(tǒng)的局限性,引入了基于內(nèi)模原理的重復(fù)控制器,它可以對(duì)周期性的干擾進(jìn)行無(wú)差調(diào)節(jié),從而使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能。再將模糊控制器和重復(fù)控制器并聯(lián)后加入原電動(dòng)加載系統(tǒng)模型中,用Matlab/Simulink仿真,得到加載系統(tǒng)跟蹤及誤差曲線。仿真結(jié)果表明,復(fù)合控制下加載系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差小,跟蹤精度高,抗干擾性好。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)加載系統(tǒng) 伺服驅(qū)動(dòng)器 模糊控制器 重復(fù)控制 復(fù)合控制
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 相關(guān)技術(shù)研究概況10-13
• 1.2.1 加載系統(tǒng)分類10-11
• 1.2.2 伺服技術(shù)發(fā)展11-12
• 1.2.3 控制策略12-13
• 1.3 多余力矩的產(chǎn)生和消除13
• 1.4 論文主要內(nèi)容13-15
• 2 伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇與應(yīng)用15-26
• 2.1 伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇15-16
• 2.2 伺服控制器的工作原理16-17
• 2.3 伺服電機(jī)控制設(shè)置17-21
• 2.3.1 加載電機(jī)轉(zhuǎn)速要求17
• 2.3.2 控制參數(shù)設(shè)置17-21
• 2.4 增量型編碼器的應(yīng)用21-25
• 2.4.1 增量型編碼器的工作原理22
• 2.4.2 增量型編碼器與絕對(duì)值型編碼器比較22-23
• 2.4.3 舵機(jī)運(yùn)動(dòng)控制23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 舵機(jī)加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模26-37
• 3.1 加載測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2 三相交流伺服電機(jī)27-33
• 3.2.1 三相交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理27-28
• 3.2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.2.3 永磁同步電機(jī)的矢量控制模型30-33
• 3.3 其它環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.3.1 扭矩傳感器工作原理與數(shù)學(xué)模型33-34
• 3.3.2 舵機(jī)電機(jī)數(shù)學(xué)模型34-35
• 3.4 舵機(jī)電動(dòng)加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 舵機(jī)加載系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)37-60
• 4.1 電動(dòng)加載系統(tǒng)性能分析37-38
• 4.2 電動(dòng)加載系統(tǒng)的校正38-41
• 4.3 系統(tǒng)的模糊控制策略研究41-49
• 4.3.1 模糊控制概述41-42
• 4.3.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)方法42-43
• 4.3.3 模糊自整定控制器設(shè)計(jì)43-49
• 4.4 模糊自整定系統(tǒng)的仿真分析49-58
• 4.5 閉環(huán)加載系統(tǒng)多余力矩仿真分析58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 舵機(jī)加載系統(tǒng)復(fù)合控制策略研究60-75
• 5.1 重復(fù)控制策略60-64
• 5.1.1 重復(fù)控制工作原理60-61
• 5.1.2 改進(jìn)型濾波器Q(s)設(shè)計(jì)61-63
• 5.1.3 補(bǔ)償器C(s)的設(shè)計(jì)63-64
• 5.2 重復(fù)控制系統(tǒng)分析64-66
• 5.3 仿真分析66-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 總結(jié)與展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況79-80
• 致謝80-81

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本文編號(hào)：884584