一类非平衡负载系统的自抗扰控制

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论文类弗平衡负栽糸晚的令叙扰控剩论文题目王传榜作者姓名控制科学与工程学科专业导师姓名二—五年五月完成时间硕士学位论文一类非平衡负载系统的自抗扰控制作者姓名：王传榜学科专业：控制科学与工程导师姓名：梁青副教授完成时间：二一五年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeActivedisturbancerejectioncontrolfor

2、aclassofplantwithnon-equlibriumloadAuthor'sName:ChuanbangWangSpeciality:ControlScienceandEngineeringSupervisor:AssociateProf.QingLiangFinishedTime:May,2015中国科学技术大学学位论文原创性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研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研究所做

3、的贡献均已在论文中作了明确的说明。签字日期：作者签名：枚树中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。遵守此规定。作者签名：‘导师签名：却卞签字日期：‘签字日期：摘要摘要空中可见光相机

4、对地面目标成像因其具有较高的民用、军事价值，而日益受到众多学者和工程师的重视。为了获取更大范围的图像，非平衡负载像面扫描系统采用凸轮机构实现相机动态扫描。相机图像传感器在匀速段成像，匀速段转动越平稳，相机成像质量越高，拼接效果越好。然而，凸轮及旋转平台重力分量作用到电机轴上，对电机产生周期性扰动，影响稳速转动。为此，需要研宄控制方法来抑制周期性扰动对电机匀速转动的影响，本文则采用自抗扰控制技术。首先，建立非平衡负载系统模型，分析其扰动的基本形式。然后，介绍自抗扰控制器的基本结构。其次，针对阶被控对象设计阶自抗扰控制器并

5、推导其传递函数。针对二阶线性自抗扰控制器，在频域研究其控制参数变化对闭环系统的影响，并对其鲁棒性进行探究。再次，系统输出含有测量噪声导致参数辨识不准确，针对此问题提出一种新的参数辨识方法，将其应用到自抗扰控制输入增益辨识中。最后，针对该非平衡像面扫描系统，研宄了扩张状态观测器中添加扰动信息的自抗扰控制，无扰切换控制以及降阶自抗扰控制。仿真表明，扩张状态观测器中加入扰动信息越充分，相应的自抗扰控制效果越好；无扰切换控制避免了扩张状态观测器峰值对控制的影响，且切换前后输出平滑过渡；在控制性能一致的情况下，降阶扩张状态观测器

6、的观测带宽更小，噪声影响更小。关键词：周期性扰动，线性自抗扰控制，频域分析，参数辨识，无扰切换ABSTRACTAbstractAirvisiblelightcameraimagingtargetsongroundhasgreatcivilianandmilitaryvalueanditattractsmoreattentionofmanyscholarsandengineers.Inordertoob?tainalargerborderimages,non-equilibriumloadimagescanningsys

7、temusesacammechanismfordynamicscanning.CCDscanimageintheuniformsection,themorestablethecamrotation,thehigherqualityofthecameraimagingandthebetterphotostitching.However,thegravityofcamandrotatingplatformwhichappliedtothemotorshaftgeneratesperiodicdisturbancewhich

8、afectingthecamrotateuniform.Therefore,controlmethodsshouldbedesignedtosuppresstheeffectofperiodicdisturbanceinu-niformrotationofthemotor,andlinearactivedisturbancerej