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氣動位置伺服系統(tǒng)的線性二次高斯LQG自校正控制的研究

時間:2008-11-21 14:15:00來源:yangliu

導語:?氣動位置伺服系統(tǒng)的線性二次高斯LQG自校正控制的研究

摘要:為了克服氣動伺服系統(tǒng)的時變、非線性等因素對控制系統(tǒng)性能的移響,采用在線辯識來獲取時變參數(shù),并利用卡爾曼濾波器估計系統(tǒng)的狀態(tài)。為了減少干擾的移響,提高定位精度,設計帶積分的LQG最優(yōu)自校正控制器。仿真和實驗表明:帶積分的LQG自校正控制能有效地抑制干擾,改善氣動位置伺服控制的動、靜態(tài)性能。

關鍵詞:氣動位置伺服系統(tǒng);線性二次高斯最優(yōu)控制;自校正

0 引言

動力驅動有電動、液壓和氣動等3類。它們各有優(yōu)缺點,不同的場臺選擇不同的驅動方式。氣動系統(tǒng)有諸如成本低、結構簡單等許多優(yōu)點。但在過去看來,由于氣體受溫度、壓力和體積的影響嚴重,氣動系統(tǒng)是一個時變的本質非線性系統(tǒng),只能實現(xiàn)一些點到點(PTP)的邏輯控制。隨著赦電子技術、控制理論和計算機技術的迅速發(fā)展和應用,用氣動系統(tǒng)也可以實現(xiàn)伺服控制。目前,氣壓傳動與控制在自動化領域占有重要的地位,已廣泛用于各種自動化裝備,氣動伺服控制在許多要求較高的自動化裝備中也得到越來越多的應用。

1 數(shù)學模型

線性二次高斯LQG(LnearQuadraticGalls—sian)控制是以二次型性能函數(shù)作優(yōu)化指標的最優(yōu)控制。這種方法是建立在線性模型的基礎上,控制器的參數(shù)與模型參數(shù)直接相關。氣動系統(tǒng)是一個時變、非線性系統(tǒng)。為了分析問題簡便,此處用線性化的模型來近似實際氣動系統(tǒng),用實時辨識參數(shù)來反應系統(tǒng)的肘變特性根據參考文獻,氣動位置伺服系統(tǒng)線性化后可近似為是三階系統(tǒng)。此處用一個三階變參數(shù)線性模型來描述,采用受控自回歸平移平均過程CARMA模型。

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