基于H∞方法的伺服系统二自由度鲁棒控制

针对高炮伺服系统存在模型摄动和强外力干扰问题,设计了一种具有二自由度结构强鲁棒性的位置控制器.采用频域方法,通过对转动惯量摄动和高频未建模动态的结构分析,描述了影响伺服系统稳定性的两类主要的不确定性;基于鲁棒控制原理,将位置控制器的设计转化为标准的H∞控制器问题,并通过LMI凸优化方法得到输出反馈次优H∞控制器.仿真结果表明:采用该方法设计的伺服控制系统能实现精确的稳态跟踪,且对模型摄动和外力干扰具有较强的鲁棒性.     

某光电跟踪系统伺服控制算法研究

摘要：为提升装备的跟踪精度和作战能力,以实际工程项目为背景,提出一种某光电跟踪系统伺服控制算法。 针对电流环的频域建模、频域串联校正和工程验证方法,采用由外向内分析和由内向外设计的思路,通过分析光电 稳定跟踪系统伺服控制的电流环架构以及控制器设计,构建电流环被控对象、速度环被控对象和位置环被控对象模 型,设计出控制算法。仿真结果表明：该算法既能有效地提升伺服系统性能,又能提高研发效率,具有较大的工程 意义。     

交流伺服系统的一种新型控制策略

针对交流伺服系统在动、静态性能上的特殊要求，在传统的三环结构基础上，提出了一种基于滑模控制原理的新型控制策略，并用积分补偿的方法有效地削弱了抖振现象．同时介绍了采用比例调节器的电流调节器，采用滑模控制器和积分环节组成的速度积分滑模调节器，以及采用比例系数的位王调节器等各环调节器的设计原则和步骤．仿真结果表明，该控制策略具有十分良好的应用前景．     

USB 伺服驱动速度环设计及仿真

根据USB伺服系统设备的原理和组成,对USB伺服驱动速度环设计方法进行研究。分析速度环控制对象特性,详细介绍速度环的设计,给出具体速度环参数及其PID调节器设计方法,运用Matlab建立其仿真模型,检验速度环在不同PID调节参数下的稳态和动态性能。仿真结果表明:该设计正确、可靠,系统仿真形象、直观,为位置环及其他控制方式设计打下了基础。     

参考模型前馈2-DOF指令跟踪H∞控制器设计研究

结合二自由度控制和参考模型控制系统设计原理，提出了一种参考模型前馈控制的二自由度控制系统设计结构。通过推导给出了标准H∞控制广义被控对象的状态空间方程实现形式，并运用该理论研究了导弹俯仰通道指令跟踪系统鲁棒H∞控制器设计问题。文中采用LMI凸优化进行二自由度鲁棒H∞控制器设计，简化了传统方法设计控制器的求解过程。仿真结果表明，应用该方法设计的闭环系统具有良好的快速跟踪特性，说明了该方法的正确性和有效性。     

火箭炮两轴耦合位置伺服系统线性自抗扰控制

为了研究方位和俯仰两轴耦合作用下的火箭炮位置伺服系统控制性能,以含有速度闭环的实际系统为对象建立了火箭炮两轴耦合位置伺服系统数学模型。通过频域分析分别提出了方位和俯仰系统的2阶近似模型,设计了两轴系统的线性扩张状态观测器和自抗扰控制器,对系统未建模干扰进行估计并实时补偿。仿真结果表明：该观测器能较好地估计系统总扰动,所设计的控制器有效抑制了两轴负载力矩耦合效应对系统的影响并补偿了火箭炮发射时燃气流冲击力矩强干扰;在伺服跟踪和发射条件下采用所提出的控制方法充分抑制了耦合系统发射平台振动,保证后续射弹精度,性能指标明显优于PID控制。     

基于模拟退火遗传算法的舵机伺服控制器

根据舵机伺服系统高性能的要求,设计了一种基于全数字三闭环控制策略的舵机伺服控制器系统,对不同的闭环采取不同的控制策略.其中,对系统性能影响最大的位置环采用模拟退火遗传算法优化的PID控制器.实验结果表明该控制策略响应快、鲁棒性强,系统具有较好的动、静态性能和抗干扰能力.     

基于LABVIEW 的坦克炮伺服控制系统测试平台研究

针对坦克炮伺服控制系统中存在环境干扰、被控对象内部参数不确定性的问题,研发了一套坦克炮伺服控制测试平台.描述了该测试平台的工作原理和系统结构,设计以火控计算机、数据采集卡为系统核心的电流环、速度环、位置环三闭环控制系统,采用神经网络PID控制算法对参数进行实时整定,利用LABVIEW软件实现上位机的数据采集、各模块通信与神经网络PID控制,并进行了测试实验.实验结果表明:该测试平台能满足坦克炮伺服控制系统测试要求.该系统具有较强的适应性和鲁棒性.     

基于滑模变结构控制的光电稳定平台控制策略研究

光电跟踪系统在载体运动的过程中会受到各种扰动,对系统的跟踪性能产生不利影响。滑模控制拥有较好的鲁棒性,在工程上容易实现,可考虑运用在这类系统中。使用摩擦反馈并将速度环滑模控制与跟踪环PID控制相结合,可得到一种应用于光电跟踪系统的滑模变结构控制策略,它提升了光电稳定平台的稳定精度,同时具有一定的鲁棒性,能使运行中的系统在外界环境变化时对变化的扰动有一定的适应能力。以二维伺服转台为被控对象设计了滑模控制器,进行仿真实验并与现有基于PID方法的控制方案对比。对比结果表明：在给定扰动下,基于滑模变结构控制策略的光电稳定平台将速度环稳定误差从72″/s降低到了12″/s,均方根从37.0″/s降低到了1.46″/s,提出的滑模变结构控制器对提升光电稳定平台的稳定精度有一定作用。     

电液位置系统自适应控制研究

采用二阶模型参考自适应控制方法设计位置环，一阶模型参考自适应控制方法设计速度环构成的电液位置系统，实验表明，具有较高的位置跟踪精度和低速平稳性。     

火炮俯仰电液伺服系统速度非线性抑制技术研究

火炮俯仰电液伺服系统因其特殊结构存在严重的速度非线性,这一特征不但导致系统在不同角度区间等幅调转时间不同,也严重影响系统的动态跟踪性能。在剖析俯仰电液伺服系统原理基础上,建立俯仰伺服系统运动的数学模型,获取俯仰电液伺服系统的非线性运动规律,提出俯仰电液伺服系统速度非线性的抑制方法,通过引入非线性观测及非线性补偿环节,较好地抑制了俯仰电液系统的速度非线性特性,改善了系统的控制特性。仿真及样机实验结果表明：该方法具有良好的控制效果,可对位置环输出的速度主令到俯仰体旋转速度主令的非线性进行较好的抑制,实现位置环输出的速度主令到俯仰体旋转速度主令的线性化,从而显著改善火炮俯仰电液伺服系统的调转及动态跟踪性能。     

基于Smith预估补偿与RBF神经网络的PID控制在工业平缝机脚踏板调速模块中的应用

针对工业缝纫机调速模块的伺服系统普遍存在耦合,大滞后的现象,提出了一种将Smith预估补偿和RBF神经网络算法与PID控制器相结合的Smith-RBF-PID控制算法。该方法利用了Smith预估补偿能克服纯滞后和RBF能处理非线性问题、在线自学习整定PID参数的优点,在调速模块的伺服控制系统中更加有效。     

基于滑模变结构的永磁同步电机伺服系统速度控制技术

速度环是永磁同步电机伺服系统三环控制的中间环节,其控制方法和控制技术的优劣直接影响整个系统的动态响应。根据永磁同步电机空间矢量图及矢量控制原理,分析永磁同步电机数学模型和动静态坐标变换方程,由于速度环的比例、积分(Proportion Integral,PI)控制存在速度超调、速度差积分饱和及抗扰动性能差等问题,提出基于滑模变结构的速度环控制方法,设计滑模面及切换函数,构建滑模变结构速度闭环控制器。分析电流环对电机反电势的影响,提出在电流环的设计过程中加入反电势补偿环节的电流控制器,并对电流环进行简化处理。利用仿真软件对系统电流环、速度环及系统进行建模,通过仿真研究,验证系统速度控制策略的可行性。     

遥控武器站交流位置伺服系统控制及联合仿真

本文设计了一种新型车载遥控武器站,将复合前馈控制与模糊PI控制策略分别应用到遥控武器站位置伺服系统的位置环和速度环控制器,组成永磁同步电动机位置伺服系统串级复合控制器,解决了PID控制位置和速度变量带来的系统干扰问题,提高了其动态跟踪精度。基于ADAMS和Matlab／Simulink平台,建立了遥控武器站的机械动力学模型和联合仿真模型,经过仿真计算,验证了机电系统的可行性,为遥控武器站的应用实践和进一步深入研究打下了一定的基础。     

随动系统调试检测平台的设计与实现

随动系统调试检测平台,由积木式试验台架和检测分析装置组合而成。检测分析装置包括:电机测试系统、伺服控制系统调试分析计算机等检测器件组成。该平台对由伺服驱动器与高低/方位伺服电机构成的高低/方位速度控制环(内环)和由该速度控制环与随动控制箱、高低/方位传信仪构成的位置控制环(外环)进行仿真模拟试验,通过选择内外环调节参数使调炮的最大速度,最低速度,最大加速度,调炮精度,满足战技指标要求。     

电动负载模拟器的同步控制研究

提出电动负载模拟器一种新的控制策略,目的是解决舵机运动带来的强扰动致使电动负载模拟器的跟踪速度和精度下降的问题。方法是在进行力矩控制的同时,将舵机和电动负载器的运动信息引入到控制系统中,使加载电机在进行力矩跟踪的同时同步跟踪舵机运动。仿真和试验结果表明:该方法使得闭环系统的静差小于1%,并且其正弦响应在12Hz时的幅差小于10%,相差小于10°。因此,该策略可以满足目前电动负载模拟器的工程使用需求。     

基于定量反馈理论的火炮随动系统鲁棒控制研究

针对火炮随动系统由于参数摄动及非线性扰动等因素导致控制精度不高的现象,提出一种基于定量反馈理论（QFT）的火炮随动系统鲁棒控制策略。在建立带有不确定参数的火炮随动系统模型的基础上,以某火炮随动系统为例,利用回路整形法设计控制器,分析验证该控制器作用下系统稳定性、跟踪性及鲁棒性,并研究带有参数摄动、输出扰动等情况下系统的时域响应。研究结果表明,所设计的QFT鲁棒控制器能够满足火炮随动系统性能指标要求,有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能,证明了该方法的有效性。     

自适应模糊小波滑模控制在交流伺服系统中的应用

针对某武器大功率交流伺服系统的位置跟踪问题,提出了一种基于自适应模糊小波神经网络快速终端滑模控制(AFWN-FTSMC)方法。为使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型,采用自适应模糊小波神经网络控制器(AFWNC)逼近滑模控制中的等效控制部分,解决了由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确确定等效控制的问题;同时利用自适应PI控制来降低系统的抖动,并采用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法可以有效抑制抖振,提高系统的瞬态响应性能和控制精度,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。