基于位置采样的速率伺服系统控制设计与实现研究

摘要

本文以永磁同步电机驱动的速率伺服系统为对象,讨论了影响速率精度及平稳性的位置周期扰动,利用位置采样方法在解决位置周期扰动问题中的优势,探讨了位置采样控制系统分析设计问题,并将这种位置域控制方法在具体的速率伺服系统上给予实现。
　　首先,通过对速率伺服系统研究现状的分析,指出现有控制设计方法对位置周期干扰抑制的优势及不足。从扰动机理及采样系统误差等方面综合考虑,确定对位置采样控制方法开展探索性研究。
　　其次,从位置采样的原理入手,推导了系统域转换算法及位置域下拉氏变换,建立了系统的位置域数学模型,并讨论了位置采样控制系统离散化算法及系统离散模型。
　　然后,根据位置采样速率伺服系统的运行机理以及数学模型,建立了位置采样速率伺服系统仿真模型,并通过与时间域仿真模型输出的对比分析,验证了所建立数学模型及仿真模型的正确性。
　　最后,在对象特性分析的基础上,完成了位置采样控制器的设计,并将这一位置采样控制方法在实际机电速率伺服系统上实现。实际系统调试结果表明,位置采样控制是合理、可行的,为进一步的位置周期扰动抑制研究奠定了理论及实践基础。

目录

基于位置采样的速率伺服系统控制设计与实现研究

CONTROL DESIGN AND IMPLEMENTATION FOR RATE SERVO SYSTEM BASED ON SPATIALLY SAMPLING

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 速率伺服系统研究现状

1.2.2 位置采样方法研究现状

1.3 论文的主要内容及章节安排

第2章 位置采样系统模型的建立

2.1 引言

2.2 位置域数学基础

2.2.1 域转换原理

2.2.2 位置域拉氏变换

2.3 速率伺服系统的位置域描述

2.3.1 典型速率伺服系统模型

2.3.2 系统位置域模型推导

2.4 位置采样系统离散化模型

2.4.1 位置域离散化算法

2.4.2 位置采样系统离散化模型

2.5 位置采样控制系统的结构描述

2.6 本章小结

第3章 位置采样系统模型的验证

3.1 引言

3.2 仿真方案的确定与仿真模型的建立

3.2.1 仿真方案的确定

3.2.2 仿真模型的建立

3.3 位置域模型的仿真验证

3.3.1 位置域仿真模型校核

3.3.2 位置域系统模型验证

3.4 位置采样控制系统模型的仿真验证

3.4.1 混合仿真模型校核

3.4.2 位置采样控制系统模型验证

3.5 本章小结

第4章 位置采样速率伺服系统的控制设计

4.1 引言

4.2 位置域描述对象的特性分析

4.3 位置域系统的分析与控制设计

4.3.1 位置域系统的稳定性

4.3.2 位置域速率伺服系统的控制设计

4.4 位置采样控制系统的仿真验证

4.5 本章小结

第5章 位置采样速率伺服系统的设计与实现

5.1 引言

5.2 位置采样速率伺服系统对象特性分析

5.2.1 系统主要硬件组成

5.2.2 位置采样系统对象特性的验证

5.3 位置采样控制系统的实现

5.3.1 反馈信息的获取

5.3.2 位置采样控制器的实现

5.4 位置采样控制系统的实验验证

5.4.1 位置采样系统仿真验证

5.4.2 系统实际运行结果及分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致谢