高性能喷墨绘图仪伺服控制系统研究

摘要

喷墨绘图仪是一种重要的计算机外部设备，随着CAD/CAE技术的迅速发展，绘图仪的应用日益广泛，人们对绘图仪的分辨率和精度提出了更高的要求。绘图仪伺服控制系统能够直接影响打印品质，如何改进绘图仪伺服控制系统的算法来提高绘图仪伺服控制系统的控制效果，是本文的研究重点。为此，本文针对某型号的喷墨绘图仪伺服运动特点，结合无模型自适应控制理论和仿人智能控制理论，提出了基于广义泛模型仿人智能MFAC串级控制算法。与传统的PID控制算法相比，新算法具有良好的负载适应性、抗扰动性以及鲁棒性，从而使得绘图仪伺服控制系统的控制效果有了明显的提升。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.2.1 PID控制

1.2.2 预测控制

1.2.3 自校正控制

1.2.4 无模型自适应控制

1.3 本文的主要工作

第二章 无模型自适应控制器设计

2.1 无模型自适应控制系统的数学描述

2.1.1 非线性系统的非参数模型

2.1.2 非线性系统线性化方法

2.1.3 泛模型线性化方法

2.1.4 控制律算法

2.1.5 伪偏导数估计算法

2.2 无模型自适应控制方案

2.3 无模型自适应控制性能分析

2.3.1 控制器稳定性和收敛性分析

2.3.2 控制器鲁棒性分析

2.4 仿真研究

2.5 本章小节

第三章 无模型自适应控制器的改进

3.1 泛模型算法改进的必要性

3.2 基于广义泛模型的MFAC控制器

3.2.1 广义泛模型的定义

3.2.2 伪偏导数估计与控制律算法

3.2.3 控制方案参数的调整

3.2.4 仿真研究

3.3 基于仿人智能的MFAC控制器设计

3.3.1 无模型自适应控制算法参数的优化

3.3.2 仿人智能控制理论

3.3.3 基于仿人智能的MFAC控制器设计

3.3.4 仿真研究

3.4 本章小节

第四章 直流电机建模与噪声参数辨识

4.1 直流电机建模

4.1.1 直流电机的结构

4.1.2 直流电机的工作原理

4.1.3 直流电机的数学模型

4.1.4 直流电机闭环调速模型

4.2 直流电机噪声参数辨识

4.2.1 白噪声的定义

4.2.2 噪声参数的确定

4.3 本章小节

第五章 新算法在绘图仪伺服控制系统中的研究

5.1 绘图仪简介

5.1.1 绘图仪的种类

5.1.2 高性能宽幅面喷墨绘图仪

5.1.3 字车系统介绍

5.2 传统PID控制策略的局限性

5.3 算法实现

5.3.1 MFAC串级控制方案的提出

5.3.2 基于广义泛模型仿人智能MFAC串级控制的设计思想

5.4 仿真研究

5.4.1 负载定值扰动仿真

5.4.2 外部扰动仿真

5.4.3 鲁棒性仿真

5.5 本章小节

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献