学习控制在转台速率控制中的应用

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1、摘要本课题以哈尔滨某单位的SZF-I型“三轴飞行模拟转台”为研究背景。本文给出转台计算机控制中数字控制器的设计方案，并对迭代学习控制理论在转台速率控制中的应用进行了研究。本文首先给出了转台数字控制器设计的方法，包括PD+III型控制双回路控制，III型系统控制等数字控制器的设计，并对系统的动态性能、稳态性能进行了分析比较。转台是一种高精度的测试设备，影响转台精度的主要因素是作用在转台轴上的干扰力矩。当采用直流力矩电机作为转台的驱动元件时，通过分析，得出干摩擦力矩和齿谐波定位力矩是起主要作用的干扰力矩

2、。对其影响进行分析，并根据千扰力矩的表现形式，本文提出了抑制其干扰的一种方法。在速率运动中，转台在中频段对干扰力矩缺乏抑制能力，使得转台的速率平稳性降低，影响了转台的测试性能。基于转台在连续旋转时，干扰力矩表现为周期性的存在，所以我们提出利用学习控制理论对其进行补偿的控制方法。学习控制方法要求零初态条件，而转台在连续运行时，由于干扰力矩的存在，每周学习的初态条件有差异，开环学习控制的常规算法被证明是发散的。因而我们使用一种有修正函数的迭代学习控制方法，可以对初态误差进行修正，使得学习控制算法收敛，通

3、过学习从而提高速率的平稳性，并且证明了算法的收敛性。通过实验和仿真，表明使用学习控制的改进型算法能够对干扰力矩进行很好的抑制，从而提高系统的速率平稳性。关键词转台;速率控制;迭代学习控制;初始误差修正~---~~~~u咨豁斟蒸建t}LAbstractThethesisisbasedontheresearchoftheSZF-Ithree-axisflyingsimulationturntable,whichismanufacturedforafactoryinHarbin.Inthisthesisw

4、edesignedthedigitalcontrollingpart,andresearchedthelearningcontroltheory'sapplicationintheturntable'sspeedcontrol.AtfirstthisthesisofersabasicdesignmethodofdigitalcontrolsystemoftheturntableincludeofPDsystemandtypeIIIsystemcontrol.Andanalyzedthedynamic

5、performanceandsteadyperformanceofthesystem.Turntableisatestingequipmentwithhighaccuracywhichisinfluencedmainlybythedisturbmomentworkingontheaxis.WhenweusetheDC(DirectCurrent)motorasthedriver,thedryfrictiontorqueanddetenttorquearethemainfactor.Withthest

6、udyoftheseinfluence,andaccordingtotheirbehavior,thispaperbringforwardamethodtorestraintheinfluence.Whentheturntableworkingatonespeed,becausethedisturbimpersonalityexistandtheturntableisshortoftherestrainofthesedisturbanceintheintermediatefrequency,thec

7、almqualityoftheturntablewillreduceandinfluencethetestingcapability.Asthedisturbanceexistsperiodic,wecanusetheiterativelearningcontroltocompensatetheinfluenceofit.Forthelearningcontrolrequesttheinitialstateerrortobethesame,butinthecontinuousresolvingoft

8、heturntable,theinitialstateisdiferentatthebeginningofeverycircle.Soitisprovedthattheconventionalopen-looplearningcontrolwilldiverse.Webringforwardaniterativelearningcontrolmethodwiththeinitialupdateaction,andprovedtheconvergenceofthisal