模糊控制在光电跟踪伺服系统中的应用研究

【摘要】：随着被测目标速度和加速度的提高,对光电跟踪伺服系统的快速捕获能力也提出了越来越高的要求。快速捕获能力提高的关键就是减小调节时间和降低超调。采用经典控制加Pang-pang 控制的方法来提高动态性能,虽然在一定程度上改善了跟踪伺服系统的快速捕获能力,但是还不能完全满足工程需求。本文在深入研究模糊控制理论的基础上,将二维模糊控制算法引入到光电跟踪伺服系统中,不仅在理论上为光电跟踪伺服系统的设计提供了一种新方法,同时也具有重要的工程应用价值。 论文首先简要介绍了光电跟踪伺服系统的发展概况和面临的问题,提出用模糊控制算法来提高系统的动态响应能力,并就模糊控制理论发展现状和研究动态及其在光电跟踪系统中的应用概况作了阐述。 论述了模糊控制的基本原理、模糊控制器的设计,在系统研究经典控制算法和一维模糊控制算法局限性的基础上,建立了以二维模糊控制器为基础的光电跟踪模糊控制系统的仿真模型,并提出了一种改进的模糊控制算法,同前两种控制算法进行了仿真对比研究,结果表明,伺服系统的动态性能有了很大的提高。 在研究模糊控制系统各种稳定性分析方法的基础上,从理论上推导出二维模糊控制器的多值继电器模型的精确数学表达式,进而采用经典非线性控制理论的相平面法和描述函数法对所设计的模糊控制光电跟踪伺服系统进行了稳定性分析,得到了系统稳定的结论。 最后对本文提出的算法利用“光电精密跟踪实验室”的大模型转台进行了对比实验研究,获得了满意的实验结果,证明了本文算法的正确性和实用性。