机电式高精度快速调平系统控制研究

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1、鷄巧ｉ各义々寸ＯＣＥＡＮＵＮＩＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＨＡ博±学位论文ＤＯＣＴＯＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ几电式高精度快速调带论文题目：Ｊ是系统璋邸驾ＩＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＦａｓｔａｎｄＨｉｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｎｇＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＬｅｖｅｌｉｎＳｓｔｅｍＩ英文题．ｇｙｇＥＭＩ作者：Ｉ唐功友教授：指导教师Ｉ学术学位学位类别：Ｉ——计算机应用技术专业名称：Ｉ计龍腳自仿真技术研巧

2、协Ｉ＞Ｉ２０１５年５月別日谨＾１乂此论文献给我的恩师和我的家人田春鹏机电式高精度快速调平系统控制研究立学位论文答辩日期；义牧上３指导教师签字：心、、答辩委员会成员签字：／苗芝吗為私Ｖ．＾＂４个、表独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加从标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含未得Ｊ注＝如没有其他‘一品嬰特别声明的，本栏可空）或其

3、他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我同王作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名；月巧ｆ签字日期年月＾日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，并同意Ｗ下事项：、使用学位论文的规定１、学校有权保留并向国家有关部鬥或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。２、学校可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、＂缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学中国学术期刊

4、（光盘版）＂电子杂志社用于出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研巧所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：；＼马志雌！导师签字签字日期０日期；年月日；＞化年Ｘ月皆日签字机电式高精度快速调平系统控制硏究摘要随着科技的进步，人们对调平系统的精度和速度要求也是越来越高。机电式调平系统因其固有的自锁和连续传动等特点使其调平精度和调平后的静态精度都远远高于目前广泛应用的液压式调平系

5、统。相对于液压式调平系统，机电式调平系统的突出缺点就是结构，功率密度低笨重，调平速度相对较慢。所Ｗ机电式调平系统的简便化与快速化便是其研究与发展的方向。本文主要研巧了应用于高精度场合的机电式调平系统，分析了其调平性能和支撑结构。通过研巧模糊控制和滑模变结构控制，结合两种控制方式的优点提出了可＾＾应用于机－Ｂａｎ化式调平系统的模糊Ｂａｎｇｇ控制方法，提高了系统的调平速度，并降低了系统在切换线附近的科振一。最后设计了套基于ＳＴＭ３２的嵌入式控制系统，实现了平台的快速、稳定和高精度

6、调平。本文的研巧内容和创新工作概括如下：１，，研．研究了调平系统物理结构根据系统的性能要求选择了支腿数量和支撑方式究了机电式调平系统中的动力系统、传动系统和转速测量系统，并建立了各个系统的数学模型。研究了四点式支撑系统所具有的９种倾斜模式，并给出了各种倾斜模式下支腿间的长度关系ＭＥＭＳ。最后结合各。介绍了应用于调平系统的倾角传感器及其数据传送方式个机构和调平系统的倾角模型，建立了整个机电式调平系统的数学模型。－ＢａｎＢａｎ－Ｂａｎ２，．研究了ｇＢａｎｇ变结构控制方法提出可Ｗ应用

7、于机电式调平系统的ｇｇ一一一直控制方法，在此过程中电动机最高转，使系统通过次切换控制即可到达目标位置，并从理论上进行了证明速运转且无调速过程，提高了系统的运行速度。仿真结果表明了，１该方法的快速性和有效性；研究了模糊控制理论总结了可＾应用于电动机控制的四段式ｋ纯的Ｂａｎ－Ｂａｎ模糊规则设计方法，Ｓｉｎｕｉｌｉｎ仿真结果表明了该方法的有效性；针对单ｇｇ控制对非固定负荷系统适应性差的缺点。结合模糊控制的特点，提出了变切换线的控制方法－ａｎＢａｎ算法，系统中的模糊控制器提出可１＾应

8、用于机电式调平系统的模糊Ｂｇｇ自适应控制，降低了系统的抖振根据负荷的火小动态的改变切换线系数，提高了系统对环境的适应能刀。。仿真实验结果表明该方法能够明显的提高系统对变化负载的自适应能力－Ｂａｎ３．根据系统需求采用ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＺＥＴ６芯片设计了可Ｗ应用模糊Ｂａｎｇｇ控制的１调平系统控制器，设计过程中充分考虑运行过程中高电压大电流环境下系统的抗干扰能力，采用隔离、负压、阻容吸收、能量控制和合理走线的方式来提島抗干扰能