基于复合控制的摆镜伺服系统研究.pdf

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1、基于复合控制的摆镜伺服系统研究林青松，等基于复合控制的摆镜伺服系统研究StudyonOsc⋯atingMirrorServoSystemBasedonCompoundControI林舌松互琴晓纨玉茚纠艳县(河南科技大学电子信息工程学院，河南洛阳471003)摘要：针对摆镜伺服系统的高精度要求，结合重复控制和神经网络PID控制的设计思想．提出了一种新型的复合控制方案。该控制方案采用重复控制改善系统的稳态特性和增强系统克服同频率扰动的能力。并采用BP神经网络PID控制增强系统抵抗参数变化和各种非线性不确定扰动的能力，改善系统的动态特性。试验结果表明．该

2、方案使伺服系统获得了良好的动态和稳态性能，很好地改善了系统的跟踪性能，有效地提高了摆镜扫描的速度稳定性，抑制了电机的振荡现象。关键词：摆镜直流电机神经网络PID控制重复控制伺服系统中图分类号：曰273+．3文献标志码：AAbs岫Ict：I『I北cordaIlcewimtIle陀qlli陀mentofhig}I∞c咖yforo∞iu鲥IIgnli肿r就rvosy8tem-而tlltIIed∞i印conceptofcombinjlIgtlle静刚tivecontmlandneuralr蛇tworkPIDconhDl。llIenewcompoundcon

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5、lbitstIIeo∞iuationoft}Iemotor．Keywords：O靶iuatiIlgmirmrDCmotorNeuralnetwod‘PIDc∞trolRepetitivecont“Servosy咖mO引言在航空航天卫星系统中，经常会采用摆镜扫描系统成像来获取更多的地物目标信息。为了获得更好的图像质量，要求摆镜伺服系统的转速误差控制在很小的范围内，而对于具体的不同的航空航天系统，则有不同的高精度控制指标。摆镜伺服系统实现的是周期性的往复运动，始终处于加速一匀速一减速的状态。由于电机在启动和制动阶段是处于加速和减速状态的，因此，这段时间

6、不作为有效的扫描时间，且必须尽量缩短这段时间。另外在加速一匀速一减速切换过程中，系统自身产生机械惯性也会产生振荡，造成图像模糊不清⋯。针对以上问题，本文介绍了将一种新型的BP神经网络PID控制和重复控制相结合的控制策略。在摆镜伺服系统速度轨迹已知的情况下，采用新型复合控制策略对电机进行转速控制和控制策略仿真。试验结果证明，该系统能够有效提高摆镜伺服系统的速度跟踪特性，减小周期位置偏差，提高电机的伺服特性。修改稿收璺J日期：2010一∞一28。第一作者林青松，男，1965年生。1991年毕业于清隼大学机械工程系．获硕士学位，副教授；主要从事运动控制与

7、计算机应用的研究。<自动化仪表》第32卷第5期加11年5月l重复控制原理重复控制是在20世纪80年代初由日本学者Inoue等人，针对一个基于周期已知的参考输入的单输入单输出线性时不变系统而提出的一种学习控制方法，这是一种基于内模原理的控制策略。内模原理指出，如果某一信号可以视为一个自治系统的输出，将这一信号的模型设置在稳定的闭环系统中，则反馈系统可以实现对此信号的完全跟踪／抑制。因此，根据内部模型原理可知，含有积分环节的闭环控制系统可以无静差地跟踪阶跃信号。由于系统输入的阶跃信号的模型为l／S，而系统中积分环节的模型也为l／5，对于具有单个振荡频率

8、∞，的正弦波输入，只要把产生机构l／(s2+∞：)作为内部模型设置在闭环内即可。如果外部信号包含有多种频率成分，则要实现控