測試轉(zhuǎn)臺的自適應模型跟隨控制.pdf

1、測試轉(zhuǎn)臺是一種重要的慣導測試設備，其性能的進一步提高對慣性器件及系統(tǒng)性能的改善至關重要。一般地，在測試轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)性能進一步提高的主要因素有以下幾個：(1)被控對象的名義模型與實際情形存在誤差，主要由被控對象的參數(shù)不確定性和高頻未建模特性引入；(2)系統(tǒng)運行過程中參數(shù)的變化，主要是轉(zhuǎn)臺運行過程中不平衡力矩造成的負載變化；(3)包括負載不平衡、摩擦力矩在內(nèi)的動態(tài)力矩干擾。
　　本論文以實際的測試轉(zhuǎn)臺作為研究對象，主要針對

2、轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)中存在的對象參數(shù)不確定和時變特性，并考慮干擾力矩和噪聲，提出了三種自適應模型跟隨控制方案。
　　首先，為抑制負載力矩及摩擦力矩干擾，提出了一種自適應模型跟隨控制方法。該方法以絕對理想模型作為參考模型，可以實現(xiàn)系統(tǒng)輸出對于輸入的完全跟蹤。考慮到自適應控制在工程上的可實現(xiàn)性，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單的局部自適應控制方法。該方法的特點是只針對電機及其驅(qū)動系統(tǒng)部分設計自適應模型跟隨控制，而位置反饋外環(huán)仍采用古典的反饋控制，大大簡化了

3、自適應控制算法，為其工程實現(xiàn)提供了基礎。仿真研究表明，該方法能有效抑制負載慣量變化和力矩干擾給系統(tǒng)輸出造成的不利影響。
　　其次，考慮了干擾噪聲對轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)的影響，提出了一種自適應模型跟隨控制方法。該方法將參考模型選為低通濾波器，解決了干擾噪聲對于系統(tǒng)伺服性能的影響。仿真研究表明，該方法既能抑制干擾，又不影響系統(tǒng)的控制性能，改善了測試轉(zhuǎn)臺的伺服跟蹤性能。
　　再次，為提高具有參數(shù)未知或緩慢時變特性的實際系統(tǒng)對輸入的跟蹤能力

4、，提出了一種自適應復合控制方法。該方法以絕對理想模型作為參考模型，不僅減化了自適應控制算法，而且能夠有效改善系統(tǒng)輸出對輸入的復現(xiàn)性能。仿真結(jié)果表明，該方法不僅保證轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)對輸入的高精度快速跟蹤能力，同時有效抑制實際系統(tǒng)中存在的參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響。
　　本論文中提出幾種自適應控制方法，通過狀態(tài)過濾器的引入，避免了控制算法對實際系統(tǒng)全狀態(tài)變量的依賴，只利用系統(tǒng)的輸入和輸出即可綜合出相應的自適應控制律，為其在轉(zhuǎn)臺控制中的實際應用奠