DVD聚焦伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、中國大陸的DVD(Digital Versatile Disk)播放器年產(chǎn)量超過8700萬臺(tái)，占全球總產(chǎn)量的80％以上。但是為了使用國外企業(yè)的專利技術(shù)，我國每出口一臺(tái)DVD產(chǎn)品，就需要交納至少20美元的專利費(fèi)。這些技術(shù)中就包括伺服控制技術(shù)。因此，為實(shí)現(xiàn)光盤技術(shù)的國產(chǎn)化，對(duì)光盤伺服系統(tǒng)進(jìn)行研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。為適應(yīng)光盤系統(tǒng)向高密度、高速度方向發(fā)展的趨勢(shì)，以及大規(guī)模生產(chǎn)的客觀需要，對(duì)DVD聚焦伺服系統(tǒng)進(jìn)行研究，包括系統(tǒng)建模

2、和控制器設(shè)計(jì)兩方面。 在伺服系統(tǒng)建模方面： 1、構(gòu)建了基于dSpace1104系統(tǒng)的聚焦伺服系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)，采用子空間辨識(shí)法建立了聚焦伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 2、為了將來構(gòu)建適用于DVD伺服系統(tǒng)的自適應(yīng)控制算法，研究了閉環(huán)子空間辨識(shí)方法。針對(duì)基于兩步方法的閉環(huán)子空間方法計(jì)算量大、推導(dǎo)復(fù)雜的問題，提出了一種改進(jìn)算法，該算法將兩步方法與正交投影相結(jié)合，利用QR分解直接構(gòu)建虛擬信號(hào)序列，并在此基礎(chǔ)上用PI-MOESP算法辨

3、識(shí)模型。仿真試驗(yàn)證明改進(jìn)后的算法減小了計(jì)算量，可望實(shí)現(xiàn)閉環(huán)子空間算法的在線應(yīng)用。 在DVD聚焦伺服控制器設(shè)計(jì)方面，存在兩個(gè)問題：系統(tǒng)中普遍存在周期性強(qiáng)干擾；現(xiàn)代DVD系統(tǒng)需要工作于移動(dòng)環(huán)境中(如車載DVD、便攜設(shè)備等)，而移動(dòng)環(huán)境中存在突發(fā)性振動(dòng)干擾。 在抑制周期性強(qiáng)擾動(dòng)方面： 1、提出在DVD聚焦伺服系統(tǒng)中應(yīng)用基于擾動(dòng)觀測(cè)器的復(fù)合控制器。利用擾動(dòng)觀測(cè)器在線估計(jì)擾動(dòng)，并在前向通道中進(jìn)行補(bǔ)償，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)的漸近無

4、偏抑制。但是，由于復(fù)合控制系統(tǒng)中存在正反饋環(huán)路，導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性易受被控對(duì)象的動(dòng)力學(xué)特性變化影響，為此提出一種基于H<,∞>理論的控制器參數(shù)整定方法。試驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法。 2、提出在DVD聚焦伺服系統(tǒng)中應(yīng)用重復(fù)控制器。依據(jù)內(nèi)模原理，在系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部構(gòu)建擾動(dòng)信號(hào)的模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)的有效抑制。但是由于重復(fù)控制器中存在時(shí)滯環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的相頻特性特殊，進(jìn)而導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)被控對(duì)象的不確定性敏感，因此提出一種基于H<,∞>理論的控制器參數(shù)整

5、定方法，有效保證系統(tǒng)的魯棒性。由于重復(fù)控制器性能對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的周期不確定性敏感，提出將“高階重復(fù)控制器”應(yīng)用到DVD聚焦伺服系統(tǒng)中，提高了系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)信號(hào)周期不確定性的魯棒性。仿真驗(yàn)證了所提方法。 在抑制外界振動(dòng)干擾方面： 提出在DVD聚焦伺服系統(tǒng)中應(yīng)用變?cè)鲆婵刂破?。根?jù)聚焦誤差的幅值動(dòng)態(tài)改變系統(tǒng)的開環(huán)增益，使系統(tǒng)在低頻擾動(dòng)和高頻噪聲的抑制方面都取得較好的效果。試驗(yàn)證明：該方法不僅能夠有效抑制外界振動(dòng)，而且不會(huì)放大光盤缺陷(