發(fā)布時間：2024-12-23 22:29

　　隨著航天科技的發(fā)展,越來越多的伺服機構應用于飛船或者衛(wèi)星等航天器之上,發(fā)揮著越來越重要的作用,例如空間機械臂,對地觀測和通信用的二維轉臺等。隨著航天器壽命的增加,空間任務的復雜度的提升,人們對空間伺服結構也提出了高精度長壽命的要求。太空中的溫差大、真空等特殊環(huán)境使得空間伺服機構軸承摩擦系數(shù)會發(fā)生顯著變化,再加上多自由度伺服機構存在的慣量耦合問題的問題使得空間伺服機構的存在較大的模型攝動。另外,多數(shù)空間伺服機構都工作在小慣量和低速的條件下,摩擦死區(qū)的影響較為嚴重。如何通過控制方法上的改進,提升伺服機構對大溫差,潤滑脂揮發(fā)以及慣量耦合引起的模型變化的適應能力,真正實現(xiàn)小慣量低速條件下的高精度控制是一個具有實際意義的課題。本文以解決上述問題為目標,提出了速度加位置的雙回路控制方案,通過有限時間觀測器來提升速度信號精度;采用自校正控制來設計速度回路以適應模型參數(shù)變化并克服摩擦的影響;設計復合控制來提升外回路的性能。論文的具體工作如下:首先,分析了有限時間穩(wěn)定理論和有限時間觀測器的基本原理,針對伺服系統(tǒng)的特點,選取了一種基于有限時間收斂函數(shù)的有限時間速度觀測器,并給出了基于線性矩陣不等式觀測器參數(shù)...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 低速小慣量電機伺服系統(tǒng)控制問題研究現(xiàn)狀
        1.2.2 有限時間觀測器研究現(xiàn)狀
        1.2.3 自校正控制研究現(xiàn)狀
        1.2.4 雙回路控制研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要研究內容及章節(jié)安排
第2章 有限時間速度觀測器的設計
    2.1 引言
    2.2 有限時間觀測器的原理與設計
        2.2.1 有限時間穩(wěn)定基本理論
        2.2.2 有限時間速度觀測器設計
        2.2.3 一種通用的有限時間觀測器形式及參數(shù)計算方法
    2.3 電機伺服系統(tǒng)有限時間觀測器的設計
        2.3.1 電機伺服系統(tǒng)建模
        2.3.2 電機伺服系統(tǒng)有限時間觀測器的設計
    2.4 本章小結
第3章 不同條件下有限時間速度觀測器的性能分析
    3.1 引言
    3.2 摩擦及噪聲條件下的性能驗證與分析
        3.2.1 摩擦力矩的建模
        3.2.2 有限時間速度觀測器觀測效果驗證
    3.3 速度閉環(huán)控制情形下的性能對比分析
    3.4 本章小結
第4章 速度內回路自校正控制器設計
    4.1 引言
    4.2 自校正PID控制基本原理
        4.2.1 PID控制的基本原理
        4.2.2 基于最小二乘的系統(tǒng)參數(shù)辨識
        4.2.3 基于極點配置的控制參數(shù)計算方法
    4.3 自校正控制器的設計
        4.3.1 最小二乘參數(shù)辨識錯誤問題分析
        4.3.2 自校正控制器驗證環(huán)節(jié)的設計
    4.4 仿真驗證
    4.5 本章小結
第5章 基于有限時間速度觀測器的雙回路控制及仿真
    5.1 引言
    5.2 帶有速度加速度前饋的外回路超前滯后控制器設計
        5.2.1 超前滯后控制器設計
        5.2.2 速度加速度前饋設計
    5.3 基于有限時間速度觀測器的雙回路控制仿真
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：4019892