转台伺服系统集成化与摩擦补偿研究

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1、哈尔滨工业大学T学硕士学位论文摘要随着信息时代的到来，EDA(ElectronicDesignAutomation)I具不断推陈出新，其中标志性技术之一可编程逻辑器件CPLD/FPGA(ComplexProgrammableLogicDevice/FieldProgrammableGateArray)的出现大大的缩短了硬件系统的研发周期，本文运用最新EDA中的FPGA技术对转台控制系统伺服电路的关键逻辑电路一一指令脉冲发尘器、移相器、鉴频鉴相器等进行了设计和实现，系统仿真和实际调试表明提高了系统集成度、可靠性和稳定性并且使该控制电

2、路具有在系统编程能力，提高了再研发扩展的灵活等优点。非线性摩擦对转台性能的影响不可低估，特别是高性能的转台更是如此，因此采用什么样的控制方案来有效的抑制或消除非线性摩擦的影响是非常关键的。本文通过对几种经典摩擦模型的深入分析，研究了摩擦对系统的稳定性分析及对转台性能的影响，针对摩擦补偿进行了研究分析，提出了一种基于非线性摩擦模型参数观测器的自适应摩擦补偿方法，从工程实用角度出发采用了库仑加粘滞的摩擦模型，设计了两个观测器实现对库仑摩擦系数和粘滞摩擦系数的估计，并且证明了观测器的估计值收敛于真值，并用MATLAB软件对转台系统工作状

3、态进行了系统仿真，结果表明该观测器有良好的自适应补偿性能。鉴于实际伺服系统准确速率信号的提取难度，本文又提出基于位置信号的非线性摩擦模型参数观测器自适应摩擦补偿方案，仿真显示补偿效果良好关键词FPGA;转台;摩擦补偿;观测器哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWheninformationtimescoming,moreandmorenewEDA(ElectronicDesignAutomation)toolsgetintoourlives.Asoneofsymboltechniques,theappearanceofC

4、PLD/FPGA(ComplexProgrammableLogicDevice/FieldProgrammableGateArray)havereducedhardwaresystemexploitationcycleinagreatdeal.Thispaperimplementanintegrationdesignforsomekeylogicalcircuitsofservocontrolsystemofcertaindouble-axestestturntablewithFPGAtechnique,suchasInstruc

5、tionImpulseGenerator,PhaseShifter,FrequencyandPhaseDiscriminator.Withemulationanddebugging,Ithasprovedthatthenewtechniqueincreasethedegreeofintegration,reliability，stability,theablityofISP(InSystemProgram)andflexibilityofexpansion.Weknowthatwecan'tunderestimatetheeffe

6、ctsofnonlinearfrictiontoperformanceofturntable,especiallyhigherperformanceturntable.Soit'sveryimportanttoadoptwhichcontrolprogramtoinhibitorslaketheeffectsofnonlinearfriction.Thispapermostlystudyandanalyzefrictioncompensation.Bygoingdeepintoresearchaboutseveralclassic

7、alfrictionmodels,researchintotheeffectsoffrictiontostabilityofsystemandcapabilityofturntable.Thentheauthorbringforwardanadaptivefrictioncompensationcontrolbasedonnonlinearfrictionmodelobserver.Fromthepointofprojectandpracticalityview,theauthoradoptCoulomb+Viscousficti

8、onmodel.AnddesigntwoobserverstoestimateCoulombfrictionquotietyandViscousfictionquotiety,andthenapprovetheconvergenceproperty