DVD聚焦伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、中國大陸的DVD(Digital Versatile Disk)播放器年產(chǎn)量超過8700萬臺，占全球總產(chǎn)量的80％以上。但是為了使用國外企業(yè)的專利技術(shù)，我國每出口一臺DVD產(chǎn)品，就需要交納至少20美元的專利費。這些技術(shù)中就包括伺服控制技術(shù)。因此，為實現(xiàn)光盤技術(shù)的國產(chǎn)化，對光盤伺服系統(tǒng)進行研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。為適應(yīng)光盤系統(tǒng)向高密度、高速度方向發(fā)展的趨勢，以及大規(guī)模生產(chǎn)的客觀需要，對DVD聚焦伺服系統(tǒng)進行研究，包括系統(tǒng)建模

2、和控制器設(shè)計兩方面。 在伺服系統(tǒng)建模方面： 1、構(gòu)建了基于dSpace1104系統(tǒng)的聚焦伺服系統(tǒng)試驗平臺，采用子空間辨識法建立了聚焦伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型。 2、為了將來構(gòu)建適用于DVD伺服系統(tǒng)的自適應(yīng)控制算法，研究了閉環(huán)子空間辨識方法。針對基于兩步方法的閉環(huán)子空間方法計算量大、推導復雜的問題，提出了一種改進算法，該算法將兩步方法與正交投影相結(jié)合，利用QR分解直接構(gòu)建虛擬信號序列，并在此基礎(chǔ)上用PI-MOESP算法辨

3、識模型。仿真試驗證明改進后的算法減小了計算量，可望實現(xiàn)閉環(huán)子空間算法的在線應(yīng)用。 在DVD聚焦伺服控制器設(shè)計方面，存在兩個問題：系統(tǒng)中普遍存在周期性強干擾；現(xiàn)代DVD系統(tǒng)需要工作于移動環(huán)境中(如車載DVD、便攜設(shè)備等)，而移動環(huán)境中存在突發(fā)性振動干擾。 在抑制周期性強擾動方面： 1、提出在DVD聚焦伺服系統(tǒng)中應(yīng)用基于擾動觀測器的復合控制器。利用擾動觀測器在線估計擾動，并在前向通道中進行補償，最終實現(xiàn)對擾動的漸近無

4、偏抑制。但是，由于復合控制系統(tǒng)中存在正反饋環(huán)路，導致閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性易受被控對象的動力學特性變化影響，為此提出一種基于H<,∞>理論的控制器參數(shù)整定方法。試驗驗證了所提方法。 2、提出在DVD聚焦伺服系統(tǒng)中應(yīng)用重復控制器。依據(jù)內(nèi)模原理，在系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部構(gòu)建擾動信號的模型，實現(xiàn)對擾動的有效抑制。但是由于重復控制器中存在時滯環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的相頻特性特殊，進而導致閉環(huán)系統(tǒng)對被控對象的不確定性敏感，因此提出一種基于H<,∞>理論的控制器參數(shù)整

5、定方法，有效保證系統(tǒng)的魯棒性。由于重復控制器性能對擾動信號的周期不確定性敏感，提出將“高階重復控制器”應(yīng)用到DVD聚焦伺服系統(tǒng)中，提高了系統(tǒng)對擾動信號周期不確定性的魯棒性。仿真驗證了所提方法。 在抑制外界振動干擾方面： 提出在DVD聚焦伺服系統(tǒng)中應(yīng)用變增益控制器。根據(jù)聚焦誤差的幅值動態(tài)改變系統(tǒng)的開環(huán)增益，使系統(tǒng)在低頻擾動和高頻噪聲的抑制方面都取得較好的效果。試驗證明：該方法不僅能夠有效抑制外界振動，而且不會放大光盤缺陷(