基于电液振动台的模型参考自适应控制的研究

摘要

电液伺服振动台作为检验和评价各类工程装置或设备机械力学性能的标准实验装置，已经越来越受到世界各国的重视。振动台的电液伺服系统属于不确定型非线性时变系统，存在着参数变化、外界干扰等因素的影响。对其振动频谱的精确控制有相当的难度和复杂性。传统的PID控制策略，应用典型的工作点线性化方法，其控制效果依赖于线性化精度和所在工作点。若工作点发生变化，就需重新设计控制器参数，甚至调整控制器结构，系统的鲁棒性较差。
　　针对以上问题，本文将搭建起一套完整的用于工业精密产品测试的电液振动台试验系统，并且采用Lyapunov稳定性理论基于广义误差具有可调增益的模型参考自适应控制(MRAC)的控制方法应用到电液振动台伺服控制系统，这种控制方法只需要根据被控对象或可调系统的输入量和输出量来设计自适应控制系统，同时保证了系统的稳定性和参数受扰后可在大范围变化。
　　通过仿真与试验分析，对MRAC控制器与传统PID控制器的控制性能进行比较，结果显示在克服液压系统非线性影响和补偿系统在外界参数变化时系统特性(或过程参数)的非线性变化等方面，MRAC控制器较PID控制器具有更好的稳定性、鲁棒性和自适应性。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 振动台的分类及研究现状

1.3 自适应控制概述及应用现状

1.4 本课题的主要研究内容

第2章 振动台电液伺服系统设计

2.1 电液振动台的结构、工作原理及主要参数

2.2 电液振动台的静态设计和主要元件的选型设计

2.3 电液振动台控制系统的建模

2.4 本章小结

第3章 模型参考自适应控制理论

3.1 自适应控制理论

3.2 自适应控制系统的设计基础

3.3 模型参考自适应控制

3.4 本章小结

第4章 电液振动台控制器的设计与仿真

4.1 电液振动台控制系统

4.2 PID控制的特点与应用

4.3 MRAC控制器的设计

4.4 基于电液振动台的PID与MRAC两种控制器的控制性能的仿真分析与比较

4.5 本章小结

第5章 电液振动台的试验研究与结果分析

5.1 试验系统组成

5.2 传感器标定

5.3 PID和MRAC两种控制器的试验

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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