基于鲁棒右互质分解的直流伺服系统精确跟踪控制.docx

计算机测量与控制．２０１４．２２（６）ＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ Ｃｏｎｔｒｏｌ·１７６３·文章编号：１６７１－４５９８（２０１４）０６－１７６３－０３中图分类号：ＴＭ９２１．５４１文献标识码：Ａ基于鲁棒右互质分解的直流伺服系统精确跟踪控制王瑷珲，郑敏，廖伍代（中原工学院电子信息学院，郑州４５０００７）摘要：对含有不确定性的直流伺服控制系统，通过应用鲁棒右互质分解方法，设计了一种基于鲁棒右互质分解的精确跟踪控制系统；通常情况下，直流伺服系统中存在诸如非线性特性及参数辨识引起的模型误差和外界扰动，在设计的控制系统中，未知模型误差和外界扰动对系统性能的影响都被看作直流伺服系统的不确定性；在考虑到这些不确定性情况下，设计了一种基于鲁棒右互质分解理论的精确跟踪控制；首先在考虑未知的不确定模型影响系统性能指标的情况下，设计了一种基于演算子理论的反馈控制结构，此结构可以消除不确定模型的影响，在此基础上，设计了基于鲁棒右互质分解的鲁棒精确跟踪控制系统，得出精确跟踪条件；仿真结果表明使用提出的方法可以有效地消除不确定性，使得伺服系统具有很强的鲁棒性和精确跟踪能力。关键词：直流伺服系统；不确定性；鲁棒右互质分解；精确跟踪控制ＰｅｒｆｅｃｔＴｒａｃｋｉｎｇｏｆＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔＭｏｔｏｒＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＲｏｂｕｓｔＲｉｇｈｔＣｏｐｒｉｍｅＦａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎＷａｎｇＡｉｈｕｉ，Ｚｈｅｎｇ Ｍｉｎ，Ｌｉａｏ Ｗｕｄａｉ（ＺｈｏｎｇｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｐｅｒａｔｏｒ－ｂａｓｅｄｒｏｂｕｓｔｐｅｒｆｅｃｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒａｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｕｓｉｎｇｒｏｂｕｓｔｒｉｇｈｔｃｏｐｒｉｍｅｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈ．Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｍｏｄｅｌｌｉｎｇｅｒｒｏｒｓｉｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉ－ｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｉｎｒｅａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ．Ｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇｅｒｒｏｒｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｏｎｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｂｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｉｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ，ａｒｏｂｕｓｔｐｅｒｆｅｃｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｂｙｕｓｉｎｇｒｏｂｕｓｔｒｉｇｈｔｃｏｐｒｉｍｅｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈａｔｉｓ，ｆｉｒｓｔ， ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｕｎｋｎｏｗｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｐｌａｎｔｇｅｎｅｒａｔｅｓｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｉｎｏｂｔａｉｎｉｎｇｐｅｒｆｅｃｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｏｐｅｒａｔｏｒ－ｂａｓｅｄｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｐｌａｎｔｉｓｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｂｔａｉｎｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｒｏｂｕｓｔｐｅｒｆｅｃｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｒｏｂｕｓｔｒｉｇｈｔｃｏｐｒｉｍｅｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｎｅｗｐｅｒｆｅｃｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｌｉｍｉｎａｔｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄｍａｋｅｔｈｅｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍｈａｖｅｓｔｒｏｎｇｒｏ－ｂｕｓｔｎｅｓｓａｎｄｐｅｒｆｅｃｔｔｒａｃｋｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ；ｒｏｂｕｓｔｒｉｇｈｔｃｏｐｒｉｍｅｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ；ｐｅｒｆｅｃｔｔｒａｃｋ