为满足某新型稳瞄伺服系统控制精度的要求, 重新设计该系统的伺服控制器。在简要描述该稳瞄伺服系统的结构及工作原理的基础上, 对系统的各个模块建立数学模型。提出将自抗扰控制器应用于系统的速度环, 将经过改进的非线性PID (NLPID)控制器应用于电流环, 并在Matlab/Simulink仿真环境下结合S-Function模块对系统进行仿真研究。仿真结果表明, 所设计的控制器不仅跟踪精度高, 而且具有较好的扰动隔离性能以及很强的适应性和鲁棒性, 为高精度稳瞄伺服系统的进一步研究提供理论参考。
稳瞄伺服系统 自抗扰控制 非线性PID控制 fixed-aiming servo system Auto-Disturbance Rejection Controller (ADRC) nonlinear PID control Matlab Matlab
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100039
3 东北大学，沈阳 110819
转台在遥感测试领域中有着广泛的应用, 同时对其控制效果的要求也越来越高, 尤其对于低速大惯量转台的控制。针对由于转动惯量估计不准、扰动模型不确定等因素造成系统模型不能被准确描述, 经典状态观测器无法准确观测出系统状态的问题, 提出了不依赖于精确系统模型的扩张状态观测器来跟踪反馈系统中不确定因素的作用量。首先对扩张状态观测器进行了分析和设计, 构建了非线性PID控制器的仿真结构框图, 并将系统在Simulink下进行了仿真模拟。试验结果表明, 该方法使转台低速稳速精度相对于传统PID控制提高了8. 6%, 跟踪误差下降为原来的13. 3%, 有效提高了低速大转矩转台控制系统的性能。
测试设备 非线性PID控制器 扩张状态观测器 转台 低速控制 test equipment nonlinear PID controller extended state observer turn low speed control
针对微型光电稳定平台的控制提出在电流环基础上使用自抗扰控制器, 并对自抗扰控制器进行了改进, 在非线性反馈的基础上串联了经典控制理论的校正环节, 增加了自抗扰控制器的适用范围, 并在一定程度上解决了微型光电稳定平台尺寸受限给控制系统带来的部分非线性问题。某微型稳定光电平台的频率响应测试数据显示, 该方法可用于微型光电稳定平台控制的工程应用, 且比传统自抗扰控制器适应性更强。
稳定平台 校正 扩张状态观测器 非线性 PID stabilized platform adjust ESO NLPID
1 中国科学院,国家天文台,南京天文光学技术研究所,江苏,南京,210042
2 中国科学院,?芯可?北京,100039
研究了大型天文望远镜摩擦传动系统的运行原理和特性,并进行了实验.结果表明,影响摩擦传动低速稳定运行的因素很多,主要有:编码器的测量误差,环境变化引起的误差,摩擦力矩和电机波动力矩等引起的误差,以及加工制造和安装引起的误差.另外在整个传动链中其它部分的摩擦力矩也不可能是一个定值,也存在力矩波动.结果还表明,利用非线性PID控制算法增益参数非线性变化的特性,可以使得控制系统既能达到响应速度快,无超调的目的,又能增强抵抗影响摩擦传动低速稳定运行因素的能力.实验中,低速可以达到0.2″/s,位置精度为0.032″(RMS),证明了这种方法是行之有效的.
天文望远镜 摩擦传动 超低速 非线性PID控制
