收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

运动平台中惯性稳定控制技术研究

夏运霞  
【摘要】:相对于地基光电跟踪系统,运动载体上的光电系统会受到载体扰动的影响,因此必须建立稳定分系统,保证仪器视轴在惯性空间稳定。运动载体上的光电跟踪系统采用惯性稳定平台隔离基座扰动,实现视轴稳定以保证对机动目标的稳定成像和精确跟踪。本文通过对惯性稳定平台隔离载体扰动原理的分析,重点研究提高扰动抑制能力的控制方法。 对惯性稳定平台进行建模,分析惯性稳定平台隔离载体扰动原理,为后续控制方法的研究和实施奠定理论基础。针对惯性稳定平台模型的建立,分别采用自适应建模和机理建模。针对载体扰动传递特性,分别在时域和频域进行分析,建立载体扰动隔离方程和稳定平台对扰动的抑制传递函数。 提出采用双口内模控制进行稳定控制。利用内模原理估计扰动(包括内部扰动和外部扰动)并通过内模控制器进行扰动前馈。将反馈闭环与内模控制回路并行,构成等效反馈+前馈控制效果。为了验证双口内模控制的稳定性能,先后搭建了两个惯性稳定实验平台进行实验分析。介绍了基于RTW的实验原理,并详细介绍了其实现过程。为了减小速率陀螺噪声的影响,分析对比了卡尔曼滤波器、H∞滤波器和低通滤波器的滤波效果。仿真和实验结果都表明,无论是针对内部摩擦在换向时带来的尖峰误差还是载体扰动,双口内模控制在中低频的抑制效果都优于PI反馈控制,在0.1Hz处扰动抑制比提高了26dB。 由于采用内模原理估计扰动时,模型的准确度直接决定了扰动估计精度,因此基于双口内模控制的思想设计出复合内模控制。在内模控制回路内添加一负反馈闭环,将内环闭环特性作为内模控制的等效被控对象,通过负反馈内环提高内模控制等效被控对象的模型精度,同时内环、外环对扰动进行二次抑制,大大提高扰动抑制能力。实验结果显示,在整个抑制带宽内,复合内模控制对扰动的抑制能力都优于反馈控制,PI控制在3Hz处的扰动抑制比为39dB,复合内模控制在3Hz处的扰动抑制比达72dB,扰动抑制能力提高了33dB。 在复合内模控制基础上,对其外环内模控制器进行在线自适应,得到复合自适应逆控制。详细分析了采用不同信号作为调节自适应滤波器权系数的误差函数对系统性能的影响。当采用系统输出作为误差函数时,保证滤波器收敛的条件是模型与被控对象相关,且模型准确度越高收敛速度越快,但是模型精度并不影响滤波器收敛稳态值。复合自适应逆控制完全继承了复合内模控制的优点,通过内、外环对扰动进行二次抑制,且采用反馈闭环作为内环,能够提高外环等效被控对象模型精度,从而提高滤波器收敛速度。由于采用系统输出作为调节自适应滤波器权系数的误差函数,因此即使被控对象特性和扰动特性发生变化,当滤波器收敛到最优解时,系统输出达到某种准则下的最小值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 庄圣贤,李学宁,李肇基;内模控制在异步电机矢量变频调速中的应用[J];电子科技大学学报;1999年05期
2 谭功全,陈永会;内模控制器的一种简单设计[J];自动化与仪器仪表;2002年01期
3 杜建铭,吴序堂,毛世民,吴宏;周期性机械系统误差的内模控制研究[J];西安交通大学学报;2003年05期
4 彭道刚,杨平,韩璞,杨艳华;基于并行自学习的神经网络内模控制及其应用研究[J];计算机仿真;2005年03期
5 赵曜;内模控制发展综述[J];信息与控制;2000年06期
6 熊莹,曹柳林;利用RBF神经网络实现聚合反应的内模控制[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年06期
7 张井岗,吴聚华,曾建潮;模型参考自适应内模控制及其仿真研究[J];系统仿真学报;1997年02期
8 王鸿,高学军,刘乐星;智能内模控制器的研究[J];广东工业大学学报;1999年01期
9 庄圣贤,陈永校,李肇基;异步电机定子电流的内模自适应控制及实现[J];控制理论与应用;2000年04期
10 梅华,孙建平,李鹏;内模控制系统的鲁棒机理分析[J];电力情报;2001年03期
11 何承波,刘开培,魏洪杰,张崇军;基于内模控制策略的自整定PID控制器[J];武汉大学学报(工学版);2002年02期
12 杨锡运,徐大平,张彬;再热汽温系统的内模解耦控制[J];动力工程;2004年04期
13 杨平,彭道刚,王志萍,杨艳华;热工过程时滞对象的神经网络内模控制[J];计算机测量与控制;2004年09期
14 王霆,李小鹏,金晋,葛文奇;基于内模控制的CCD像机消旋控制器[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年06期
15 沙道航,杨华勇;电液伺服系统鲁棒最优控制的研究[J];机床与液压;1997年05期
16 杨智,贾立,李尔国;一种非线性和时滞系统自适应控制方法[J];信息与控制;2001年02期
17 罗中良;动态矩阵控制的稳定性分析[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2001年02期
18 刘士荣,林卫星,俞金寿,杨先一;非线性动态系统神经模糊建模与内模/PID双重控制系统设计[J];控制理论与应用;2004年04期
19 袁德成,韩阳,王贵成,李健;非线性辅助内模控制(NAIMC)系统研究[J];信息与控制;1995年04期
20 张秀玲,刘宏民;液压弯辊系统的智能内模控制[J];电工技术学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周渊深;朱希荣;;同步电动机变频调速系统的二自由度内模控制研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 周渊深;;采用电流内模解耦和电压二自由度内模控制的PWM整流器[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 刘青松;曹泰斌;钱苏翔;;基于MEC的在线辨识与模糊内模控制的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 赵曜;;实现鲁棒无差跟踪的内模控制器参数化及其与常规内模控制的比较[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 黄文琴;胡立坤;王頔;;基于逆系统与内模控制理论的六自由度机械臂解耦控制[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
6 胡玉娥;;基于对角递归神经网络的非线性内模控制[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
7 方千山;;模糊内模控制系统[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
8 白晶;赵弘;;基于鲁棒内模原理实现的高性能变频调速系统[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
9 梁山红;赵曜;;内模控制与预测控制中典型设计方法的比较[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
10 靳其兵;王宇辉;;一类非自衡对象的改进自适应内模控制[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏运霞;运动平台中惯性稳定控制技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
2 权玲;内模控制方法在复杂系统中的研究与应用[D];北京化工大学;2010年
3 门金来;内模控制在汽车稳定控制中的应用研究[D];上海交通大学;2012年
4 周涌;非线性系统的神经网络内模控制研究[D];南京理工大学;2003年
5 王建宏;基于先进辨识的控制策略研究及其应用[D];南京航空航天大学;2011年
6 董瑞丽;非光滑三明治系统的辨识和控制研究[D];上海交通大学;2009年
7 庄圣贤;无传感速度伺服矢量变频调速系统的研究[D];电子科技大学;1999年
8 汪辉;增量型支持向量机回归训练算法及在控制中的应用[D];浙江大学;2006年
9 王志杰;闭环自适应逆控制及在热力系统中的应用研究[D];重庆大学;2011年
10 宋夫华;支持向量机逆系统方法及其应用研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 米克嵩;核电站蒸发器水位系统的内模控制方法的研究[D];华北电力大学(河北);2010年
2 韩超远;基于神经网络的内模控制在温度控制系统的研究[D];西华大学;2011年
3 贺泽芳;时滞多变量系统的控制方法研究[D];北京化工大学;2010年
4 游浩;内模控制和IMC-PID控制及其应用[D];北京化工大学;2000年
5 聂晓文;基于COM的控制系统实践[D];四川大学;2001年
6 邵萌萌;基于内模控制的电站锅炉主汽温控制研究[D];东北电力大学;2010年
7 苏文源;神经网络内模控制研究及其应用[D];浙江大学;2002年
8 陈丹;基于遗传算法的自适应内模控制新方法[D];福州大学;2003年
9 张新法;T-S模型及其在内模控制方法中的应用研究[D];太原科技大学;2011年
10 朱凤成;鲁棒控制与内模控制及其应用[D];北京化工大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 朱祖根;HSE闭环“汤水不漏”[N];中国石化报;2009年
2 记者 刘巍巍;苏州:变“点监管”为“闭环”无缝的链监管[N];新华每日电讯;2011年
3 孙绪利;构建职工培训管理闭环 为安全生产管理提供不竭源动力[N];经理日报;2009年
4 记者孙晋勇 通讯员管清宪;柴里矿:闭环增加节点,更严密[N];中国煤炭报;2011年
5 石杰;TD3300变频器在浆纱机张力控制中的闭环应用[N];中国纺织报;2010年
6 内蒙古集通铁路(集团)有限责任公司;创新理念 闭环管控 确保安全生产持续稳定[N];人民铁道;2010年
7 山东得利斯畜牧科技有限公司 任相全;“三级闭环养猪模式”引领猪业产业化变革[N];中国畜牧兽医报;2011年
8 李江东;褐煤闭环闪蒸综合利用示范项目落户锡市[N];锡林郭勒日报(汉);2011年
9 证券时报记者 牛溪;南玻1500吨高纯硅项目投产[N];证券时报;2009年
10 记者 柳尧杰 通讯员 尹雪峰;鄂庄煤矿实现安全生产十八年[N];莱芜日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978