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扰动抑制方法在伺服电机控制中的应用研究

更新时间：2020-03-24 04:59:53 大小：9M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：伺服电机 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

在实际的工业系统中，外界干扰是广泛存在的。因此，在控制器的设计过程中，扰动抑制是一个不可避免的问题。针对不同的干扰信号，设计控制策略实现系统面向性能的控制，是当前控制领域亟待解决的热点。本文以直流伺服电机作为研究对象，在受到外界扰动的情况下，设计了面向性能的控制算法实现对电机的控制。最后通过理论分析和实验装置验证了此算法的有效性。

首先，建立并简化了在电枢电压控制下直流伺服电机的数学模型。针对模型中存在的两个未知参数，采用最小二乘法进行辨识，得到了电机准确的数学模型，为后续的控制器设计提供基础。

其次，针对辨识出来的直流伺服电机数学模型，从理论的角度验证了扰动抑制方法的有效性。本文采用了基于干扰观测器的控制（简称DOBC）方法观测出电机受到的扰动信号，然后结合反演控制(Backstepping)方法设计出面向性能的控制律，通过理论分析证明了该方法的有效性。最后选取了两种常见的干扰信号，通过MATLAB数值仿真验证了该方法的有效性。

为研究扰动抑制方法在伺服电机中的应用，需产生合适的干扰信号，本文搭建了一个基础信号源实验平台。此平台主要采用51单片机来控制AD9850芯片，使其产生频率可调的信号，并且信号的相关信息通过LCD1602显示出来。搭建出来的信号源频率范围在1Hz-10MHz之间，可以满足工业实践对基础扰动信号的需要。

再次，本文还搭建了一套完整的直流伺服电机系统，主控芯片采用的是STM32F103C8T6芯片，目的是从实验的角度验证扰动抑制方法的作用。将基础信号源平台产生的干扰信号加入到伺服电机的实验平台，再将DOBC方法和反演控制方法相结合，设计出合适的控制律，对伺服电机实现面向性能的控制。实验结果表明，扰动抑制方法在伺服电机中取得了良好的控制效果。

最后，对全文工作做了总结以及对未来工作的展望。