大惯量交流伺服系统自抗扰控制方法研究

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5、rge-inertiaACServoSystemByZhangBeiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciencesOctober,2016摘要大惯量交流伺服系统自抗扰控制方法研究

6、张倍（机械工程）导师：高慧斌研究员摘要本文以大型随动圆顶控制系统设计及研制为背景，围绕自抗扰控制方法在大惯量交流伺服系统中的应用，针对伺服系统易受非线性摩擦影响和提高系统动态性能等方面问题展开研究工作。首先，建立了圆顶随动系统的数学模型，包括对伺服系统建模和摩擦扰动环节建模。介绍了伺服系统中非线性摩擦环节的特性，并通过仿真实验，分析了伺服系统受摩擦影响，跟踪正弦信号时波形发生扭曲，出现平顶现象的原因。然后，研究了自抗扰控制器的原理和结构，着重分析了跟踪微分器在安排过渡过程和扩张状态观测器在提取对象总扰动的实时作用量方面的应用。并针对大

7、型随动圆顶系统具有大转动惯量且存在非线性摩擦的特点，设计了圆顶随动系统控制器。通过仿真分析表明自抗扰控制器能够抑制摩擦等非线性环节对系统的影响，并解决了系统超调与快速性之间的矛盾，提高了系统的动态性能。最后，将自抗扰控制方法应用到某型号经纬仪随动圆顶控制系统中，设计硬件构成及软件实现。实验表明，采用自抗扰控制方法跟踪正弦信号时，系统最大跟踪误差由传统PD控制的3.4º减小到1.1º，并且能够实现系统在无超调情况下的快速响应。本论文的研究工作证明了，自抗扰控制方法应用到圆顶随动系统中的可行性及有效性，并为这类大惯量交流伺服系统的设计提供

8、了新的思路。关键词：交流伺服；大惯量负载；自抗扰控制；摩擦补偿；随动圆顶IAbstractActiveDisturbanceRejectionControlAlgorithmResearchofLarge-inertia