航空与航天设备 |
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飞行仿真转台伺服系统滑模控制器设计 |
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作者:李燊 肖颖杰 |
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摘 要:针对转台位置伺服系统中存在的非线性摩擦环节,设计一种补偿摩擦的滑模控制器。该控制器把摩擦作为系统的有界扰动,利用滑模控制,在仅知道摩擦力矩上界的情况下,对摩擦进行补偿。仿真结果表明,该控制器有效地抑制摩擦力矩的影响,实现高精度的位置跟踪,鲁棒性强。
关键词:滑模控制 转台 摩擦
在具有相对运动的机械系统中,摩擦力是制约系统性能的重要因素。对于转台伺服系统,尤其是立式的转台,由于其机械结构使外环和内环的摩擦死区大,摩擦阻力是低频段主要的非线性干扰,因为被控对象存在非线性,会造成位置跟踪出现“平顶”和速度跟踪出现“死区”的现象,很难用传统的控制方法达到高精度控制。由于这些非线性动态的存在,给转台伺服系统设计带来了参数不确定性,此时造成较大的稳态误差,降低了位置跟踪精度,为了提高系统的控制精度,必须对系统中的摩擦进行补偿。目前,很多控制技术都应用到摩擦补偿中,例如自适应控制,观测器技术,神经网络,滑模控制等。其中较常见的一种方法是基于摩擦模型的补偿控制,需要对摩擦环节建立数学模型,将模型输出作为补偿信号,但在实际中,很难对摩擦建立精确的数学模型。另一种方法是利用自适应方法或干扰观测器来得到摩擦力矩值,引入控制中以抵消摩擦力矩的影响。将滑模变结构控制应用到摩擦补偿的的研究也很多,如文献[2-3]提出的摩擦模型情况下的伺服系统滑模控制的的设计方法。
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全文请见:飞行仿真转台伺服系统滑模控制器设计.pdf |
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(8/11/2008) |
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