柔性装置广泛存在于存储器的磁头、机器人的手臂、内燃机的传动轴等日常生活和工业领域,柔性装置的负载转速变化容易引起传动轴的疲劳、振动等,不仅影响设备的工作效率还会增加安全隐患。本课题将柔性系统简化为三质量扭转系统,分析和建立自抗扰控制器,利用自抗扰控制器对三质量扭转系统进行速度控制,从而抑制三质量扭转系统在转动过程中扰动和速度振荡等问题。本文首先对自抗扰控制器的跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性误差状态反馈律三个组成部分进行理论分析及MATLAB仿真,并对这三部分进行特征分析。给出了自抗扰控制器常用的非线性函数。探讨了自抗扰控制器应用于三质量扭转对象的优点。考虑噪声、扰动以及积分步长等因素,对自抗扰控制器的参数进行经验法整定。分析了三质量扭转系统的构成。利用牛顿定律建立三质量扭转系统的微分方程,采用机理建模和实验建模两种方法,求得三质量扭转系统的数学模型,并对系统进行特征分析。在Simulink上编写自抗扰控制器的仿真程序,选取合适的参数,对三质量扭转控制系统进行仿真。通过实验结果与仿真结果的对比验证模型和仿真的准确性。运用Automation Studio Target for Simulink模块,将Simulink中的自抗扰控制器的仿真模型转化成Automation Studio的C代码。输入不同频率和波形的信号,在Automation Studio上进行实验验证,并对实验效果进行分析。将自抗扰控制器与PID和陷波滤波器进行仿真对比显示:阶跃响应的超调量下降了89.6%和82.8%,1‰误差的调节时间缩短了26.2%和46.1%;加入3%的扰动,超调量下降了58.7%和71.9%,1‰误差的调节时间缩短了22%和38.4%;改变传递函数项的系数和阶数,自抗扰控制器具有更好的稳定性。利用可视化模块设计VNC界面和mapp View技术编写Web页面。两种人机交互界面可实现三质量扭转系统三个质量块的速度监控、自抗扰控制参数的设置以及诊断等功能。设计人机交互界面为自抗扰控制方法应用到三质量扭转系统提供了参考。