电动负载模拟器自抗扰控制器设计方法研究

《电动负载模拟器自抗扰控制器设计方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文电动负载模拟器自抗扰控制器设计方法研究RESEARCHONDESIGNMETHODOFACTIVEDISTURBANCEREJECTIONCONTROLLERFORELECTRICLOADSIMULATOR姚晓艳哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP13学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文电动负载模拟器自抗扰控制器设计方法研究硕士研究生：姚晓艳导师：马杰教授申请学位：工学硕士学科：控制工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:T

2、P13U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONDESIGNMETHODOFACTIVEDISTURBANCEREJECTIONCONTROLLERFORELECTRICLOADSIMULATORCandidate：YaoXiaoyanSupervisor：Prof.MaJieAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：SchoolofAs

3、tronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要电动负载模拟器是在地面上对飞行器舵系统进行性能测试和飞行控制半物理仿真试验的关键设备。针对系统的强耦合特性和非线性特性，本文提出将自抗扰控制技术（ADRC）引入到负载模拟器控制系统中，ADRC的最大优势在于它不依赖于系统的精确模型，通过扩张状态观测器（ESO）估计“总和扰动”并通过反馈通道进行补偿，从而保证良好的抗干扰性能。因此本课题以电

4、动负载模拟器为研究对象，引入自抗扰控制技术来设计控制系统并针对相关设计问题进行探究。首先，给出了ESO的参数确定方法。通过推导扩张状态与待观测的扰动之间的传递关系，比较ESO与低通滤波器性能的等价性，并采用切比雪夫低通滤波器对线性ESO进行参数设计，给出具体的整定步骤以及优化设计过程；然后通过推导非线性ESO渐近稳定的约束条件，证明该方法也适用于非线性系统。然后，分析增益参数b0对ADRC控制性能的影响，并给出该参数估计方法。将控制增益的不确定性作为系统的扰动值，推导自抗扰控制系统的闭环传递函数，根据Routh稳定判据，给出闭环稳定下b0的取值范围

5、，通过分析b0取不同值时闭环系统的幅频特性的变化，给出了基于频域最优参数估计算法的b0辨识方法。最后，完成负载模拟器自抗扰控制器设计。给出了ADRC参数的确定方法，给出了关键性能指标的仿真结果。关键词：电动负载模拟器；自抗扰控制技术；扩张状态观测器；参数设计；自抗扰控制增益；多余力矩-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractElectricloadsimulatoristhekeyequipmentforsemi-physicalsimulationperformancetestofvehiclesteeringsystemonthegr

6、ound.Thispaperproposestointroducetheauto-disturbancerejectioncontroltechnologyintotheloadsimulatorcontrolsystem.ThegreatestadvantageoftheADRCisthatitdoesnotdependontheexactmodelofthesystem.Itestimatesthe“totaldisturbance”andcompensatesbytheextendedstateobserver(ESO),thusensuri

7、nggoodanti-interferenceperformance.First,theparameterdeterminationmethodoftheextendedstateobserver,themostcorepartoftheADRC,isstudied.Bydeducingthetransferrelationshipbetweentheexpandedstateandthetotaldisturbancetobeobserved,compareitsequivalencewiththeperformanceofthelow-pass

8、filter.ThentheChebyshevlow-passfilterisselectedtocompletethep