测试转台的自适应逆控制

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhxxff2009
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在现代控制理论中,自适应逆控制是一种新颖的控制方法。它可以在消除对象扰动的同时不改变对象的动态特性,这就使动态特性的控制和对象扰动的消除成为两个单独的过程。本文研究了采用自适应逆控制来实现转台跟随系统控制器的设计方法。本文首先论述自适应逆控制的基本理论知识,并对自适应LMS滤波器的结构进行了研究。通过基于转台的解析数学模型仿真试验证明了在转台的对象模型、逆对象模型以及消除扰动器的自适应建模过程中,采用自适应LMS滤波算法可以保证建模的稳定性和收敛精度。其次将基于ε-滤波LMS算法结构和扰动消除器的自适应逆控制集成应用到转台系统中。仿真结果表明这种控制结构在跟踪输入指令的同时能有效地抑制对象的扰动,与传统的PID控制器的控制效果相比较,该方法在抑制力矩不平衡的情况下具有更高的跟踪精度。在转台扰动消除器的自适应建模中,为了能让系统可以抑制所有的扰动,所需要的理想建模信号就必须与转台对象实际受到的干扰噪声具有相同的统计特性,而这在实际中是很难实现的。为了解决这一问题,本文提出了基于PI反馈控制器的自适应逆控制方法并对其进行了仿真研究,结果表明该方法对抑制力矩干扰和前向通道的未知干扰是有效的。传统的自适应逆控制中采用的LMS算法是固定步长的,这种算法的缺点就是收敛速度慢,倘若为了加快收敛速度而增大步长因子则会导致大的稳态误差。为了解决收敛速度和稳态误差之间的矛盾,提出了基于变步长的LMS自适应算法,仿真结果证实了采用该方法可以提高转台的跟踪速度和精度。
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