基于dSPACE的石英压电执行器控制研究与实时仿真

摘要

自抗扰控制器是一种新型控制器，能自动检测出控制系统的内外扰动并实时加以补偿，具有良好的鲁棒性和适应性。但它的参数很多，整定无规律，限制了其广泛应用。本文针对此问题展开研究，分析了自抗扰算法的基本原理，得到了整定参数的一般规律，并通过对石英压电执行器系统的仿真和实时控制研究，证明了自抗扰控制算法的优越性和整定规律的实用性。 文章首先分析了所应用的石英压电执行器系统，再利用Levy复数曲线拟合方法处理系统频谱分析试验得到的实验数据，在MATLAB中实现石英压电执行器系统的辨识和建模，最终得到了系统的数学模型。 利用执行器数学模型和自抗扰参数整定方法，在MATLAB/Simulink环境中建立石英压电执行器的控制系统模型，分析了自抗扰控制算法对执行器系统的控制性能；利用仿真，验证了自抗扰控制的参数整定方法，其控制效果良好。 在离线仿真的基础上，利用dSPACE单板系统DS1104的实时仿真功能对石英压电执行器系统进行实时控制研究，设计了自抗扰控制器，对控制参数进行在线调节，验证了自抗扰控制算法。试验结果与经典PID进行了比较，证明了自抗扰控制器的优良性能。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.2自抗扰控制技术

1.3计算机仿真平台

1.4课题的研究内容和章节安排

第二章石英压电执行器系统建模

2.1压电执行器

2.2石英压电执行器系统

2.3执行器系统建模

2.4本章小结

第三章自抗扰控制算法及参数整定研究

3.1控制算法一般性概念

3.2 PID控制算法

3.3由PID到ADRC控制算法

3.4 ADRC分析和参数研究

3.5本章小结

第四章执行器系统离线仿真研究

4.1 Simulink计算机仿真建模

4.2 PID控制建模与仿真

4.3 ADRC控制建模与仿真

4.4本章小结

第五章执行器系统实时仿真研究

5.1实时仿真系统

5.2 dSPACE实时仿真系统

5.3 PID实时控制

5.4 ADRC实时控制

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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