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《哈尔滨工业大学》 2008年
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基于H_∞控制理论的液压三轴仿真转台控制系统研究

王本永  
【摘要】: 三轴仿真转台是具有重大经济价值和国防战略意义的高技术半实物仿真设备,能够在实验室条件下复现飞行器在空中的各种飞行姿态,其性能直接关系到飞行器仿真结果的逼真度。随着当前国际形势的日益严峻和我国现代军事技术的不断发展,对仿真转台的技术水平、应用范围和使用要求不断提高。液压三轴仿真转台是一个多输入多输出的复杂非线性系统,其内框和外框各由一套电液位置伺服系统直接驱动,中框由双液压马达伺服系统直接同步驱动,相应的液压控制系统的性能对转台的性能有着十分重要的影响。在转台油源功率容量、机械结构及系统元件确定的情况下,最佳控制策略的选择往往能最大限度地发挥现有设备的能力。因此深入研究单通道电液位置伺服系统和双液压马达驱动系统的性能及控制策略对仿真转台的研制具有非常重要的实际意义。 在查阅大量国内外有关文献的基础上,本文综述了国内外仿真转台的发展状况,阐述了转台整体结构形式以及决定转台技术水平的一些关键技术,概述了仿真转台电液位置伺服系统的研究进展,介绍了H∞控制理论及鲁棒设计方法的发展概况。 建立了仿真转台单通道电液位置伺服系统的数学模型,分析了模型参数对单通道系统性能的影响。提出了与鲁棒控制设计相适应的系统模型辨识方法,即基于随机典范状态空间灰箱辨识模型的单通道系统名义模型参数辨识与基于模型误差建模法的不确定性界估计相结合的模型集确定方法,并对内、外框单通道系统模型进行辨识,给出了辨识结果。 介绍了H∞控制的基础理论。根据液压仿真转台的特性和性能要求,结合内、外框单通道系统名义模型及不确定性界的辨识结果,利用H∞控制理论中的μ综合法能够提供灵活的和系统化的鲁棒控制器设计构架的特点,对液压仿真转台内、外框单通道系统进行了μ综合法鲁棒反馈控制设计。分析了基于系统模型逆的输入信号前馈补偿器的原理及特性,并探讨了其实现问题。探讨了控制系统的抗饱和回绕问题,并利用H∞控制理论设计了转台内、外框单通道系统的抗饱和回绕补偿器。以内框单通道系统为例,进行了必要的仿真分析,验证了设计方法及设计结果是正确有效的。 介绍了双液压马达的几种同步驱动控制方案。同时在考虑传动轴刚度的条件下,建立了双液压马达同步驱动系统的数学模型,并系统地分析了同步误差产生的原因。针对转台中框同步驱动系统所具有的耦合作用、两同步通道传递函数的差异等特点,提出了一种同步误差直接反馈校正的鲁棒同步控制方式,并应用μ综合法对其进行设计,仿真结果充分说明了该同步控制方式对转台中框的同步驱动是有效的。 以自行开发的计算机控制系统和计算机控制软件为试验平台,用所提出的控制策略在液压三轴仿真转台上进行了内框、外框单通道系统性能试验,中框双液压马达同步驱动系统性能试验及通道间耦合干扰抑制试验。并得到了一些有实用价值的结论。试验结果进一步表明,文中阐述的理论和观点是正确的,设计的模型辨识算法和控制器是合理可行的。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP273.2

【引证文献】
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1 王本永;赵存友;董彦良;;液压三轴仿真转台计算机控制系统的设计[J];山东科技大学学报(自然科学版);2011年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡细娟;飞行器三轴仿真转台动力学分析与实验研究[D];武汉工程大学;2012年
2 李许岗;重载锻造操作机夹钳旋转系统的模糊控制研究[D];中南大学;2012年
3 刘子平;一类线性系统H_∞可靠控制及容忍区间的研究[D];沈阳建筑大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王锴;王占林;裘丽华;付永领;;液压飞行仿真转台外框FNN控制器设计及仿真[J];北京航空航天大学学报;2006年05期
2 刘云峰;缪栋;;电液伺服系统的自适应滑模跟踪控制研究[J];电光与控制;2006年06期
3 刘珊中;孙隆和;;H_∞控制理论及应用的研究综述[J];电光与控制;2007年03期
4 魏峰;胡腾;王晓明;;智能控制研究的发展及应用[J];工业控制计算机;2007年08期
5 刘延斌;金光;何惠阳;;三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究[J];哈尔滨工业大学学报;2003年03期
6 王广雄;刘彦文;何朕;;采样系统的H_∞鲁棒扰动抑制设计[J];哈尔滨工业大学学报;2005年12期
7 李智铭;三轴飞行仿真转台频带拓宽技术研究[J];航天控制;2000年03期
8 谢永芳;桂卫华;蒋朝辉;伍宏军;;分散鲁棒H_∞输出反馈控制器设计[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年02期
9 王光大;;电液位置伺服系统动态误差分析[J];机床与液压;1984年04期
10 赵克定;;宽调速、超低速、高响应电液伺服系统的设计特点[J];机床与液压;1987年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁照权;俞宗嘉;胡金东;胡焱东;;广义最小二乘限定记忆参数辨识方法与仿真研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
2 李冀鑫;;飞机俯仰姿态的μ鲁棒控制[J];兵工自动化;2011年03期
3 李岩;范大鹏;;基于多体系统运动学理论的三轴转台装配误差建模分析[J];兵工学报;2007年08期
4 张民;陈欣;陆宇平;;空空导弹驾驶仪鲁棒性分析[J];兵工学报;2010年07期
5 王会,李绍燕,陈宗基;基于μ综合方法的运输机纵向自动着陆控制律[J];北京航空航天大学学报;2003年12期
6 王燕山;李运华;王益群;;五轴电液仿真转台的双马达同步控制[J];北京航空航天大学学报;2008年04期
7 付永领;牛建军;王岩;;Stribeck模型模糊整定及其在转台控制中的应用[J];北京航空航天大学学报;2009年06期
8 张毅;邓皓文;刘洪昌;付文勇;;基于机器鱼尾鳍推进伺服系统的改进控制算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2009年01期
9 李春光;孙朝霞;;模糊自适应PID控制方法研究与仿真[J];长春师范学院学报;2011年04期
10 骆顺志;程越;李鑫;;机械电子控制金属带式变速器速比控制及仿真[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王小青;黄一敏;孙传伟;;一种改进的显模型跟踪回路成形控制方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 陈万义;;关于线性系统复频域理论的若干注记[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 宋莉;伍清河;;三自由度悬浮系统的全程滑模控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 刘慧博;周海晶;;飞行转台伺服系统的反演自适应滑模控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
5 许志才;王志燊;王永骥;;基于线性扩张状态观测器的非线性系统最优控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
6 汪德彪;宋乐鹏;钟秉翔;;时滞对象神经元自适应控制仿真研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 董晓娟;方敏;陈薇;李鑫;;带式输送机系统的建模及H_∞控制研究[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
8 吴晓明;陈俊兰;;液压位置伺服系统的摩擦力观测器的设计[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第三卷)[C];2004年
9 王晓晶;姜继海;李尚义;;连续回转电液伺服马达泄漏特性的研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 王青;张颖昕;;“最优控制”课程的教学研究与实践[A];2011高等职业教育电子信息类专业学术暨教学研讨会论文集[C];2011年
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1 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 杨丹;压电复合结构主动吸声理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
5 吴伟光;基于并联机构的多维减振装置及其主动控制技术的研究[D];江苏大学;2011年
6 崔晓利;车辆电子控制空气悬架理论与关键技术研究[D];中南大学;2011年
7 周兰;基于连续—离散二维模型的周期系数线性系统鲁棒重复控制设计[D];中南大学;2011年
8 林强;隧道支护体结构健康监测技术研究[D];长安大学;2010年
9 周洪波;小型无人直升机的建模与控制器设计[D];华南理工大学;2011年
10 梁涛年;分数阶PID控制器及参数不确定分数阶系统稳定域分析[D];西安电子科技大学;2011年
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1 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
2 孔庆珊;光电跟踪系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 许文靓;基于LMI的PLC功能块图和顺序功能图的相互转换技术[D];大连理工大学;2010年
4 崔小彦;基于RBF神经网络与蚁群算法的瓦斯预测模型研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 关永强;参数不确定性系统的鲁棒稳定性研究[D];湘潭大学;2010年
6 王成龙;模糊控制在无人侦察机稳定平台中的应用研究[D];合肥工业大学;2009年
7 狄艳坤;神经网络技术在倒立摆系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 张雯;有色金属浇铸系统研究[D];昆明理工大学;2009年
9 郑燕;基于SVM/H_∞公交车辆到站时间预测研究[D];山东大学;2010年
10 张晓东;高速列车受电弓自适应主动控制[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
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1 王福忠,姚波,张嗣瀛;具有执行器故障的保成本可靠控制[J];东北大学学报;2003年07期
2 王福忠,姚波,张嗣瀛;一类不确定线性系统区域稳定的可靠控制[J];东北大学学报;2003年12期
3 符文星;孙力;朱苏朋;曾庆华;;仿真转台频率响应指标的确定方法研究[J];弹箭与制导学报;2009年04期
4 何法明,蒋德志;斜盘式轴向柱塞液压马达低速稳定性仿真[J];大连海事大学学报;2004年03期
5 马瑞卿;刘卫国;解恩;;双余度永磁无刷直流电机速度伺服控制系统[J];电气传动;2006年01期
6 辛向阳,刘方红,邓蜀宁;大锻件锻造方法综述[J];大型铸锻件;1999年01期
7 王凤喜;大锻件生产行业与锻造技术发展[J];锻压机械;2002年04期
8 王凤喜;锻造液压机与操作机的发展[J];锻压机械;1998年06期
9 侯俊钦;杨一军;;电流并联负反馈的仿真分析与计算[J];淮北煤炭师范学院学报(自然科学版);2008年03期
10 李文磊;蒋刚毅;;不确定电液位置伺服系统的动态面跟踪控制[J];光电工程;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周长义;三轴飞行仿真转台控制系统设计与控制算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
2 刘彦文;采样控制系统的H_∞控制[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨丽新;重载夹持装置动态夹持力分析及夹持驱动策略研究[D];中南大学;2011年
2 胡香平;锻造操作机夹钳旋转机构的位置与负载均衡控制[D];中南大学;2011年
3 曾斌;姿态模拟器结构与控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 朱有为;精密稳定跟踪伺服机构的动态设计[D];国防科学技术大学;2003年
5 张巍;三轴光学跟踪试验转台的动力学仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 李秋红;三轴转台有限元结构分析[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 殷云华;基于DSP的无刷直流电机控制系统设计和仿真研究[D];中北大学;2007年
8 张鑫;基于LabVIEW的热电空调温度模糊控制系统的研究[D];大连海事大学;2008年
9 赵金光;基于LabVIEW的远程测控技术的研究与应用[D];北京交通大学;2008年
10 王荣;双液压马达同步驱动控制与系统辨识研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【二级参考文献】
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1 景韶光,王青,宋子善;超机动导弹的神经网络控制系统[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
2 史雪虹,康景利,董巍,全国庆;模糊控制在导弹倾斜稳定系统中的应用[J];北京理工大学学报;1999年02期
3 张敏,朱红萍,王俊年,刘孙贤;静止同步补偿器的非线性鲁棒H_∞控制[J];电工技术学报;2005年05期
4 刘珊中,朱邦太,邓兵;基于H_∞控制的倒摆平衡系统鲁棒性研究[J];电光与控制;2000年02期
5 李泽慧,朱凌,刘泳,刘凯;一种模糊滑动模态控制系统稳定性分析研究[J];电光与控制;2003年02期
6 王广雄,刘彦文,何朕,王勇莉;H_∞离散化的MATLAB程序[J];电机与控制学报;2004年04期
7 罗喜霜,张天桥;模糊控制在复合制导中的应用[J];弹箭与制导学报;2001年02期
8 胡恒章;局部高放系统及对于摩擦的抑制[J];哈尔滨工业大学学报;1991年02期
9 王武义,陈志刚,赖一楠,张广玉;三维转动装置惯量耦合和动力学耦合研究[J];哈尔滨理工大学学报;2005年04期
10 胡云安,晋玉强;BTT导弹神经网络自适应控制器设计[J];航天控制;2003年01期
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1 沈瑜;;基于模糊PID的恒张力控制系统设计[J];液压气动与密封;2009年02期
2 田伟娜;;LEODO人机界面在液压马达综合性能试验台中的应用[J];国内外机电一体化技术;2009年04期
3 马裕然;张玲;易良海;范格华;;基于主成分回归分析法的两栖突击车液压马达故障诊断[J];信息系统工程;2011年03期
4 梅晓榕,陈明,张卯瑞;三轴仿真转台的建模与仿真[J];系统仿真学报;2001年03期
5 齐海群,谢涛,陈在礼;基于人工神经网络的转台框架结构动力修正[J];哈尔滨工业大学学报;2004年02期
6 王昌银;王应建;林建亚;;高精度电液位置伺服系统的智能PID控制[J];自动化技术与应用;1989年04期
7 王茂;刘庆和;;电液位置伺服系统一维数字加速度状态观测器及其应用[J];机床与液压;1993年02期
8 赵弘,周瑞祥,林廷圻;基于Levenberg-Marquardt算法的神经网络监督控制[J];西安交通大学学报;2002年05期
9 赵福良 ,林建亚;具有死区特征的电液位置伺服系统的自适应控制[J];浙江大学学报(工学版);1988年S1期
10 王昌银;王应建;林建亚;;电液位置伺服系统的变结构控制[J];自动化与仪表;1990年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李慷;席裕庚;陈兴林;张福恩;;三轴仿真转台的分布式计算机智能控制系统[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
2 杨国有;胡翔宇;王亮;;轴向全周期液压马达结构设计与控制研究[A];2011第十六届全国自动化技术与应用学术年会专辑[C];2011年
3 王成磊;郭治富;董彦良;赵克定;;基于定量反馈理论的双液压马达等同式同步控制器的设计研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
4 潘社卫;;液压马达转速对滑靴副倾侧性能的影响[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
5 周义;尹大庆;王金武;王金峰;何剑南;陈宝成;;垄向区田筑挡机液压马达控制机构的优化设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 吴晓明;齐爱坤;路建新;;电液位置伺服系统的计算机辅助设计[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
7 吴晓明;齐爱坤;陈春明;;电液位置伺服系统CAD的研究与开发[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
8 张丽萍;杨富文;;基于广义正交多项式级数的迭代学习算法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
9 姚静;孔祥东;单东升;杜崇杰;冯景昌;;50MN自由锻造水压机电液伺服控制系统负载特性分析[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
10 李林珺;;低速大扭矩液压马达的使用与维护[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 喻凯芳;德辰液压马达技术国内领先[N];宁波日报;2007年
2 记者 刘慧敏;船舶液压马达技术国内拔头筹[N];宁波日报;2010年
3 常爱平;与市场互动 扩市场份额[N];中国物资报;2000年
4 记者 朱幸福;开发区2家投资超亿元企业开工建设[N];芜湖日报;2011年
5 本报记者  李慧源;济宁力科为美联邦信号公司提供配件[N];中国工业报;2006年
6 谷涛;力源液压借助外力提升自我价值[N];中国航空报;2008年
7 ;PM的搅拌系统有什么特点[N];建筑时报;2005年
8 太原技师学院 米国强 韩茂忠 田新平;液压设备常见故障及排除方法[N];山西科技报;2007年
9 张友根;注塑机节能技术的应用分析研究[N];中国包装报;2008年
10 镇海记者站 朱聪李阳育 张霞;镇海企业“外引内培”推进自主创新[N];宁波日报;2008年
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1 王本永;基于H_∞控制理论的液压三轴仿真转台控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 泮健;数字配流与调速式低速大扭矩液压马达及其特性研究[D];上海交通大学;2011年
3 郭敬;液压仿真转台低速性能及其预测函数控制研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 李勇;曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的高压化研究[D];上海交通大学;2007年
5 郑俊华;JDD-100型城市地质调查钻机电液比例自动钻进系统研究[D];吉林大学;2009年
6 顾海荣;同步碎石封层设备关键技术研究[D];长安大学;2008年
7 曹立文;水下金刚石绳锯机切割技术的研究与工程样机的研制[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 马鹏飞;全液压推土机液压行驶驱动系统动力学研究[D];长安大学;2006年
9 李延民;潜器外置设备液压系统的压力补偿研究[D];浙江大学;2005年
10 郭治富;液压仿真转台同步控制器定量反馈设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 靳海滨;电液混合驱动三轴仿真转台设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 胡细娟;飞行器三轴仿真转台动力学分析与实验研究[D];武汉工程大学;2012年
3 马炎;用于姿态控制的三轴仿真转台的设计[D];中北大学;2012年
4 孙成;变量施肥机控制系统的研究[D];吉林农业大学;2008年
5 曲桂宝;变量施肥机的试验研究[D];吉林农业大学;2006年
6 王荣;双液压马达同步驱动控制与系统辨识研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 杨胜清;20kg铝锭冷运输机液压驱动方式的设计与研究[D];兰州理工大学;2009年
8 丁意;仿真转台用铝壳连续回转电液伺服马达低速性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 李汉平;仿真转台用中空电液伺服马达的性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 张月忠;双定子单滚柱液压马达的理论研究与实验[D];燕山大学;2010年
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