论文题目: 模糊控制在光电跟踪伺服系统中的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 韩晓泉
导师: 陈涛
关键词: 光电跟踪,模糊控制,快速捕获,稳定性分析,动态性能
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 随着被测目标速度和加速度的提高,对光电跟踪伺服系统的快速捕获能力也提出了越来越高的要求。快速捕获能力提高的关键就是减小调节时间和降低超调。采用经典控制加Pang-pang 控制的方法来提高动态性能,虽然在一定程度上改善了跟踪伺服系统的快速捕获能力,但是还不能完全满足工程需求。本文在深入研究模糊控制理论的基础上,将二维模糊控制算法引入到光电跟踪伺服系统中,不仅在理论上为光电跟踪伺服系统的设计提供了一种新方法,同时也具有重要的工程应用价值。论文首先简要介绍了光电跟踪伺服系统的发展概况和面临的问题,提出用模糊控制算法来提高系统的动态响应能力,并就模糊控制理论发展现状和研究动态及其在光电跟踪系统中的应用概况作了阐述。论述了模糊控制的基本原理、模糊控制器的设计,在系统研究经典控制算法和一维模糊控制算法局限性的基础上,建立了以二维模糊控制器为基础的光电跟踪模糊控制系统的仿真模型,并提出了一种改进的模糊控制算法,同前两种控制算法进行了仿真对比研究,结果表明,伺服系统的动态性能有了很大的提高。在研究模糊控制系统各种稳定性分析方法的基础上,从理论上推导出二维模糊控制器的多值继电器模型的精确数学表达式,进而采用经典非线性控制理论的相平面法和描述函数法对所设计的模糊控制光电跟踪伺服系统进行了稳定性分析,得到了系统稳定的结论。最后对本文提出的算法利用“光电精密跟踪实验室”的大模型转台进行了对比实验研究,获得了满意的实验结果,证明了本文算法的正确性和实用性。
论文目录:
摘要
Abstract
图表索引
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究意义
1.2 光电跟踪伺服系统的发展现状及存在的主要问题
1.2.1 发展现状
1.2.2 面临的主要问题
1.2.3 提高光电跟踪伺服系统快速捕获性能的主要方法
1.3 模糊控制理论及其在光电跟踪伺服系统中的应用
1.3.1 模糊控制理论的特点及研究动态
1.3.2 模糊控制在光电跟踪系统中的应用概况
1.4 本文所做的主要工作
第二章 模糊控制理论及二维模糊控制器的设计
2.1 引言
2.2 模糊集的基本概念
2.3 模糊控制的基本原理
2.4 二维模糊控制器的设计
2.4.1 模糊控制器的结构设计
2.4.2 模糊规则的选择
2.4.3 模糊推理及解模糊化的方法
2.4.4 模糊控制器论域及比例因子的确定
2.5 本章小结
第三章 光电跟踪伺服系统的模糊控制研究
3.1 引言
3.2 光电跟踪伺服系统的数学模型
3.3 光电跟踪伺服系统的经典控制仿真
3.3.1 单位阶跃仿真
3.3.2 正弦引导仿真
3.4 光电跟踪伺服系统的一维模糊控制仿真
3.5 光电跟踪伺服系统的二维模糊控制仿真
3.5.1 模糊控制器的设计
3.5.2 仿真结果与分析
3.6 模糊控制的自调整方法
3.6.1 几种常见的自调整模糊控制方法
3.6.2 自调整比例因子算法
3.7 本章小结
第四章 模糊控制光电跟踪伺服系统的稳定性分析
4.1 引言
4.2 模糊控制器的结构特性分析
4.3 模糊控制稳定性分析方法
4.4 模糊控制光电跟踪伺服系统的稳定性分析
4.4.1 利用描述函数法分析模糊控制光电跟踪伺服系统的稳定性
4.4.1.1 模糊控制器的描述函数
4.4.1.2 模糊控制光电跟踪伺服系统的稳定性分析
4.4.2 利用相平面法分析模糊控制光电跟踪伺服系统的稳定性
4.5 本章小结
第五章 实验结果与分析
5.1 引言
5.2 实验环境
5.3 控制算法实现
5.4 算法实验及结果
5.4.1 经典控制算法实验
5.4.2 一维模糊控制算法实验
5.4.3 二维模糊控制算法实验
5.4.4 自调整因子模糊控制算法实验
5.5 实验结果分析
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的文章
致谢
作者简历
博士学位论文原创性声明
发布时间: 2006-03-14
参考文献
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- [4].拦截机动目标非线性制导律设计[D]. 袁丽英.哈尔滨工业大学2008
- [5].半捷联光电稳定平台控制系统研究[D]. 孙高.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）2013