飞行仿真转台鲁棒完全跟踪控制器设计

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本论文以飞行仿真转台为背景,对提高伺服控制系统的动态跟踪精度进行研究,提出鲁棒完全跟踪控制器的设计方法,并对鲁棒完全跟踪控制器进行仿真和实验验证。首先,本文针对飞行仿真转台系统进行机理分析,得到被控对象模型结构,通过最小二乘法辨识系统参数,结合转台伺服系统特点对模型进行简化,并分析了仿真转台系统不确定性的特点,给出死区等干扰模型,为后续控制器的设计奠定基础。其次,针对飞行仿真转台不断提升的性能指标要求及其多速率采样系统的工作特点,提出了一种完全跟踪控制策略。并通过推导证明在模型精确的情况下,只要能够为所设计的系统提供期望状态,便能实现完全跟踪控制。然后,针对完全跟踪控制器依赖于系统精确数学模型的问题,通过引入干扰观测器来消除模型摄动和外部扰动,使得实际被控对象趋近于标称模型,充分保证了完全跟踪控制器的作用,提高了系统对小幅值信号的跟踪能力,通过引入串联校正网络,进一步提升系统性能。最后,给出完全跟踪控制器、干扰观测器、串联校正环节的具体参数,并进行仿真和实验验证。结果表明通过完全跟踪控制器、干扰观测器以及串联校正环节的结合可以有效提高系统跟踪性能,同时提升对小幅值信号的跟踪能力。
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