重复控制在光电跟踪伺服系统中的应用

在光电跟踪系统中,伺服系统的跟踪精度决定了其捕获跟踪能力。随着光电跟踪伺服系统对跟踪精度的要求逐步提高,将重复控制技术引入到伺服系统中。重复控制不仅能够实现高精度跟踪、改善系统性能,而且可以跟踪周期性信号。设计了优化插入式重复控制器,并对等效正弦信号进行跟踪。与常用高精度控制方法进行仿真比较,其结果表明,重复控制系统的跟踪误差明显减小,其跟踪精度得到明显提高。     

基于二阶扰动观测器的永磁同步电机电流控制

永磁同步电机速度伺服系统的电流环存在外部干扰和系统参数摄动,影响了PI控制的性能。本文利用系统输出与内模输出误差,设计一种新型的鲁棒内环扰动观测器,来估计系统不确定量补偿量。在保证系统鲁棒稳定性条件下,设计扰动观测器的动态响应为二阶系统,达到无稳态误差。实验仿真表明,增加了扰动观测器补偿的PI电流环控制系统,能够很好地抑制电流环中的扰动,减小电流波动,提高电流的跟踪精度。     

二阶扰动观测器实现永磁同步电机电流补偿控制

永磁同步电机速度伺服系统的电流环存在外部干扰和系统参数摄动,影响了PI控制的性能.利用系统输出与内模输出误差,设计一种新型的鲁棒内环扰动观测器,来估计系统不确定量补偿量.在保证系统鲁棒稳定性条件下,设计扰动观测器的动态响应为二阶系统,达到无稳态误差.实验仿真表明,增加了扰动观测器补偿的PI电流环控制系统,能够很好地抑制电流环中的扰动,减小电流波动,提高电流的跟踪精度.     

鲁棒保性能PI控制器设计

为提高系统的稳态跟踪精度,针对一类具有范数有界不确定性的连续时间系统,提出了一种鲁棒保性能PI控制器的设计方法.结合一个二次型性能指标,采用线性矩阵不等式的方法,给出了保性能PI控制器存在的条件,并利用线性矩阵不等式的解得出了PI控制器的参数.     

光电跟踪系统中高频测角信息的攫取研究

为了能够充分利用光电跟踪设备相邻两次激光测距间隔内的高频测角信息，以提高目标跟踪精度，给出了一种航迹“融合”式目标状态估计方法。该方法借助扩展Kalman滤波算法．将无测距信息时刻的目标测角信息代入独立的滤波器，而对有距离时刻的目标测量信息建立另外的滤波器，然后将两滤波器的输出结果进行加权融合，从而在不增加任何硬件成本的前提下，进一步提高了具有激光测距的光电跟踪系统的目标状态估计精度。对模拟数据和靶场实测数据的测试结果表明了该方法的可行性和有效性。     

光电跟踪系统信息处理技术研究

介绍光电跟踪系统的组成、工作模式、工作原理等内容。光电跟踪系统主要由激光测距仪、电视跟踪仪、红外跟踪仪、伺服系统组成,信息处理单元主要由激光信息处理机、图像跟踪处理器、伺服控制、信息管理机组成。重点介绍了光电跟踪系统的工作模式、工作原理及其各组成单机的信息处理技术内涵。     

光电跟踪平台脱靶量滞后补偿方法

针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标"当前"统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非线性跟踪微分器得到滞后脱靶量的跟踪信号及其微分信号。在此基础上,采取直接预测补偿法处理延迟环节,从而估计出不含延迟的脱靶量信号,并利用滞后脱靶量和跟踪信号的间距自适应调整非线性跟踪微分器的参数。根据机动目标的"当前"统计模型建立离散状态方程,采用修正的瑞利分布描述目标加速度的"当前"概率密度,从而估计在采样保持阶段的目标脱靶量,实现对采样保持环节的补偿。实验结果表明:所提方法将单位阶跃响应的超调量由基于自适应最小均方差补偿方法及基于卡尔曼滤波补偿方法的19.4%和13.7%降低至2.5%;所提方法能有效补偿延迟环节和采样保持环节,提高光电跟踪平台的目标跟踪精度。     

直驱伺服控制技术在军用雷达上的应用

传统带有减速机构的雷达伺服系统,由于谐波减速器的存在,系统谐振频率较低,伺服系统带宽受到严重制约。直驱伺服控制技术取消了传动机构,采用电机直接带动天线的方式,消除转动回差,增加系统传动刚性,解决了伺服带宽不足及低速爬行等问题,提高系统对载体扰动的隔离度。直驱伺服控制技术具有快速的响应特性,可极大的提高系统的跟踪精度和动态跟踪特性,可以满足军用舰载雷达超音速蛇形机动飞行、大过载条件下对目标的跟踪需求,提高导弹武器系统的跟踪和命中精度。     

自动化弹库交流伺服系统研究

舰炮自动化弹库在转运过程中,要求伺服系统具有较高的转运效率和较高的位置跟踪精度,并在5级海况的干扰下仍然能够正常工作.基于上述条件,该文首先分析了在5级海况下,电机轴负载力矩的变化情况.并运用矢量控制的方法,建立自动化弹库三闭环结构的永磁同步电机伺服系统模型.位置环采用模糊自适应PI控制器,提高系统快速性,提高弹库的转运效率;并设计负载观测器,在速度环采用前馈控制,达到抗海况干扰的作用.利用MATLAB/Simulink进行了系统仿真,仿真结果表明:该方法提高了自动化弹库伺服系统的快速性,能够较好地抑制海况导致的负载扰动.     

数字随动系统的动态高型控制

将动态高型方法应用于数字随动伺服系统中,从理论、仿真到工程实现进行了比较全面的研究,获得了一些具有独创性的结论。进行了动态III型系统的跟踪能力MATLAB仿真:当目标为最大加速度60(°)/s2、最大速度60(°)/s的等效正弦时,稳态跟踪误差达1.3"(角秒),对于最大加速度120(°)/s2、最大速度120(°)/s的等效正弦,仿真稳态跟踪误差达24"。     

基于PCC的遥感跟踪伺服系统设计

在可编程计算机控制器（PCC）控制车载遥感跟踪伺服系统中,PCC通过CAN总线实现对多台数字直流驱动器的集中监控,同时PCC与控保单元联合完成驱动系统的安全保护功能.本文还介绍了跟踪伺服控制系统的控制策略及坐标转换公式,实现过顶跟踪,在多个项目使用过程中,天线跟踪平稳,精度更高.     

电液伺服系统的渐近跟踪自适应控制

根据电液伺服系统参数不稳定的特点,将渐近跟踪理论与自适应控制相结合,提出了一种基于参数辨识的电液伺服系统的渐近跟踪自适应控制方法,利用状态反馈动态配置系统的希望特征值和在输入端动态调节前馈增益实现渐近跟踪,达到自适应控制的目的。仿真结果表明,该方法稳定可靠,具有较高理论意义和实用价值。     

电液位置伺服系统的前馈补偿滑模PI控制

针对不确定性电液位置伺服系统的跟踪控制问题，提出了一种前馈补偿滑模ＰＩ控制方法．经仿真表明：该方法对存在外扰和模型不确定性的电液伺服系统具有强的鲁棒性和良好的跟踪特性．     

运动光电成像跟踪系统视轴稳定伺服控制设计研究

在对运动光电成像跟踪系统瞄准线视轴稳定单速度环伺服控制结构分析的基础上，提出一种由速度内环和稳定外环组成的串级伺服控制结构，其中速度内环和稳定外环分别由直流测速机和速率陀螺构成闭环反馈．内环调节器采用由模拟硬件实现的有源PI校正，稳定外环采用积分自调整PID复合控制策略．理论分析表明该方法能够将系统抗摩擦力矩干扰和隔离载体扰动功能由内、外速度环分开实现，系统抗干扰性、参数变化敏感性等较单环控制有较大提高．在稳定跟踪模拟转台上的仿真及测试实验显示基于DSP实现的串级控制能够更有效地隔离系统中各种扰动影响，控制性能优于单速度环控制，验证了所采用控制方式的有效性．     

提高齿隙非线性系统精度的应用研究

针对一类含输出齿隙非线性的伺服控制系统,提出了2种克服齿隙影响系统跟踪精度的方法。对大型雷达天线伺服系统,采用了电消齿隙、差速负反馈的多电机联动新方法,并已应用于某天线伺服系统,获得了很高的跟踪精度。针对单电机驱动的含齿隙伺服系统,提出了一种智能比例、积分和微分（PID）控制器及基于规则的补偿控制策略。实际系统调试结果表明,该方法有效地提高了系统的定位和跟踪精度。     

基于网络的液压马达伺服位置系统自适应鲁棒积分控制

针对基于网络的液压伺服控制系统面临的网络延时和阀控马达建模结构不确定性问题,提出了基于Pade定理和反步推导方法合成的误差符号鲁棒积分自适应控制器。该控制器使用Pade定理近似处理时变网络引起的延时,降低延时对控制系统跟踪性能的影响,应用自适应率逼近系统结构不确定性和延时误差值,采用误差符号控制方法补偿剩余的结构不确定性。通过构造合适的Lyapunov函数,验证了闭环系统的全局稳定性,保证闭环系统所有信号的有界性和跟踪误差渐进收敛性。仿真结果表明了该控制方法的高精度跟踪性能。     

低速摩擦伺服系统的近似有限时间稳定跟踪控制

针对系统状态不可测且存在不确定性的低速摩擦伺服系统,研究其有限时间稳定跟踪控制问题,提出一种具有动态主动补偿特性的非线性反馈控制方法,使低速摩擦伺服系统近似实现有限时间稳定跟踪。同时,为了解决跟踪系统部分状态未知及不确定性问题,设计了扩张状态观测器。仿真结果验证了该控制方法及扩张状态观测器的有效性。     

机床控制中的双模参数自调整模糊控制器

为提高超精密机床的加工精度,设计了一种双模参数自调整模糊控制器,其能根据误差和误差变化的大小实现两种模糊控制规则的自动切换和参数的自调整.针对所给定的超精密机床交流伺服系统,将该模糊控制器和PID控制器控制性能进行了仿真分析,仿真实验中模糊控制器的动态跟随性能和定位精度都明显优于PID控制器.结果表明,该模糊控制器能很好地适应交流伺服系统的非线性特点,其性能优于PID控制器.