三軸轉(zhuǎn)臺的先進PID控制.pdf

1、三軸轉(zhuǎn)臺是用來測試慣導(dǎo)元件的一種半實物仿真設(shè)備。隨著對其測試的慣導(dǎo)元件的工作精度要求不斷提高，對三軸轉(zhuǎn)臺的性能指標要求也越來越高。如何克服三軸轉(zhuǎn)臺在運動中由于非線性耦合、擾動產(chǎn)生的誤差是目前三軸轉(zhuǎn)臺控制的難點之一。本文以某型三軸轉(zhuǎn)臺為研究對象，研究利用先進PID控制策略減小非線性耦合和擾動，提高控制精度。 運用旋轉(zhuǎn)投影變換矩陣來描述各構(gòu)件之間的空間關(guān)系，在此基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)運動坐標系。并根據(jù)多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論和第二類拉格朗日方程

2、建立三軸轉(zhuǎn)臺的動力學(xué)模型。 由于三軸轉(zhuǎn)臺運動中非線性耦合和擾動是影響其控制精度的主要因素，運用經(jīng)典控制理論設(shè)計的系統(tǒng)進行控制難以取得滿意的效果。為此對基于模糊控制、魯棒控制與PID控制相結(jié)合的先進PID控制策略進行了研究。模糊PID控制主要將模糊控制理論與普通PID控制相結(jié)合，利用專家系統(tǒng)對三軸轉(zhuǎn)臺進行實時控制，在線調(diào)整PID控制器的三個參數(shù)，以減小非線性耦合和擾動帶來的誤差。魯棒PID控制主要是將魯棒控制理論與普通PID控制相

3、結(jié)合，在控制器中引入與不確定性參數(shù)對應(yīng)的PID參數(shù)，通過實時修正PID參數(shù)來保證整個閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)。但是魯棒PID控制對輸入信號和控制中的非線性擾動和誤差有一定的要求。在MATLAB/simulink環(huán)境下進行仿真，結(jié)果表明以上兩種控制算法的有效性。 進行了單軸模糊PI控制轉(zhuǎn)速試驗。利用基于DSP的ICETEK-F2812-ACM電機拖動實驗平臺進行了單軸模糊PI控制轉(zhuǎn)速實驗，編制了模糊PI控制程序，并對實驗數(shù)據(jù)進行了分析。