基于dSPACE的频率特性测试与模型辨识研究

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1、2010年2月宇航计测技术Feb．第30卷第1期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．30．No．1文章编号：1000—7202(2010)01—0057—04中图分类号：TM935文献标识码：A基于dSPACE的频率特性测试与模型辨识研究’张桅赵剡张寅(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要为了满足伺服控制系统设计需要，提出了一种利用dSPACE系统对被测对象进行频率特性测试与模型辨识的方法，对该方法所使用的激励信号与响应数据处理进行了研究。利用dSPACE硬件

2、平台产生离散正弦扫频信号，利用软件合成的方法实现相关分析运算，使用Matlab进行数据处理，完成被测对象频率特性曲线绘制，采用Levy方法进行了模型辨识。应用结果表明，该方法使用方便，对传递函数具有较高的辨识精度，可以为控制算法设计提供理论依据。关键词dSPACE频率特性测试模型辨识+Levy法ResearchondSPACE-BasedFrequencyResponseCharacteristicMeasurementandModelIdentificationZHANGWeiZHAOYanZHANGYin(SchoolofInstrume

3、ntScienceandOptoelectronicsEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191)AbstractTomeetthedemandofselTocontrolsystemdesign，anapproachbasedondSPACEsys-ternwagproposedtotestthefrequencyresponseandidentifythemodelofunitundertest(UUT)．Thetestingsignalandprocessmethodofresponsedat

4、awasinvestigated．Thediscretesinewavesweregenera—tedindSPACEboardandsoftwaresignalsynthesizingwasusedtofinishcorrelationanalysis．Themeas—ureresultprocessedwithMatlabwasidentifiedtotransferfunctionbyusingLevymethod．Theapplicationshowsthatthisapproachisconvenientwithsatisfacto

5、ryprecisionandcanprovidetheoreticalbasisforthedesignofcontrolsystem．KeywordsdSPACEFrequencycharacteristicmeasurementModelidentification+Levyiden—tification引言伺服控制系统设计在工程上仍大多采用经典控制理论，其中以频率域设计为主⋯。得到控制对象准确的传递函数是进行基于频率特性的控制系统设计的基础，但因为控制对象的复杂性、元件参·基金项目：航空科学基金资助项目[20080112001]基金名称

6、：横滚／俯仰两轴捷联稳定与跟踪技术研究数测量的困难性以及元件参数测量的不准确性，使得依据单个元件参数组合得到的对象传递函数与实际系统的传递函数有较大出入。频域实验建模技术从频率域直观定量地表示控制对象动态特性，通过控触对象的频率响应，间接获得对象传递函数，受非线性环节及测试系统不可测噪声影响小，辨识结果与实际特性逼近程度高，在工程实践中应·58．宇航计测技术2010氲用广泛‘21。文中介绍了一种基于dSPACE的测试系统，能够完成伺服系统频率特性测试与模型辨识。2dSPACE体系结构dSPACE是～套基于MATLAB／Simulink的控制系

7、统开发及测试平台，实现了和MATLAB／Simulink的无缝连接，具有高速计算能力的硬件系统，方便易用的实现代码生成／下载和试验／调试的软件环境¨1。dSPACE通过RTI／RTW将Simulink模型编译为实时代码，并下载到硬件平台上，通过Con．trolDesk软件在不中断试验的情况下访问程序中的变量，对试验过程综合管理，实现变量参数的可视化管理，实时观测控制效果一-。本系统采用的是选用dSPACE公司的DSll03单板系统，其性能如下：高性能处理器PowerPCPPC750GX内置综合I／O功能，主频1GHz，8路16位D／A典型建立

8、时间5斗s，输出电压范围±10V；20路A／D，16路16位通道(4—1多路输出，4取样保持单元)，取样时间l斗s(1MHz)；4路12位通道，取样保持，800n8