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1、碩士學(xué)位論文動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)的研制DevelopmentofDynamicRotationalAngleControlSystem郭吉星哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TP202+.1學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.3密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)的研制碩士研究生：郭吉星導(dǎo)師：袁峰教授申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士學(xué)科：儀器儀表工程所在單位：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TP202+.1U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngi
2、neeringDevelopmentofDynamicRotationalAngleControlSystemCandidate：GuoJixingSupervisor：Prof.YuanFengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentandMeterEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：Ha
3、rbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要隨著集成電路性能、控制方法的極速提高，人們對(duì)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)提出了更高的控制標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)無法滿足項(xiàng)目精度、實(shí)時(shí)性的要求。因此如何提高控制實(shí)時(shí)性及精度是本課題的關(guān)鍵研究?jī)?nèi)容。高性能的控制系統(tǒng)主要從兩個(gè)方面進(jìn)行性能的提高，一為系統(tǒng)方案及硬件設(shè)計(jì)；二為控制策略的選擇及改進(jìn)。本文主要從兩方面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)性能的提高。在方案及硬件設(shè)計(jì)方面，選擇實(shí)時(shí)的DOS系統(tǒng)，采用模擬電壓控制，應(yīng)用PC104總線作為模塊擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。硬件利用PCM3343控制卡，采用高精度的光柵傳感器，設(shè)計(jì)高精度
4、的3路PC104接口的光柵采集卡作為實(shí)時(shí)位置檢測(cè)裝置。在控制策略方面，本文首先對(duì)正弦角位置信號(hào)及運(yùn)動(dòng)控制算法進(jìn)行研究，分析其優(yōu)劣并對(duì)其改進(jìn)，分別對(duì)切換PID、模糊PID及自抗擾控制(ADRC)做了理論性分析，考慮到對(duì)正弦位置進(jìn)行參數(shù)分段控制，研究了切換PID；為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)細(xì)分，并可以自適應(yīng)調(diào)節(jié)，分析并研究模糊控制的PID方法，保證實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)PID的參數(shù)；針對(duì)本控制系統(tǒng)的非線性特點(diǎn)及被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立精度無法保證的問題，研究分析了ADRC。利用MATLAB對(duì)控制策略進(jìn)行仿真，分析比較各種策略的性能，選擇ADRC作為本系統(tǒng)的控制策略。為了進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)的精度，研究
5、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差補(bǔ)償效果，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)，仿真得出最佳補(bǔ)償效果的LM算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。本文為了實(shí)現(xiàn)良好的用戶體驗(yàn)，對(duì)PCM3343進(jìn)行串口通信開發(fā)，利用Labview實(shí)現(xiàn)上位機(jī)通信，上位機(jī)主要功能包括：控制命令控制、D/A開關(guān)、角度位置讀取及圖形顯示。之后對(duì)系統(tǒng)的測(cè)角誤差來源進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，包括圓光柵誤差及雙讀數(shù)頭的誤差。最后對(duì)系統(tǒng)的模塊及系統(tǒng)整體進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果均達(dá)到動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)角控制；PC104；ADRC；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractWiththerapidincreaseofintegrate
6、dcircuitperformanceandcontrolmethods,ahighercontrolstandardisproposedforthedynamicrotationanglecontrolsystem.Atthesametime,theexistingdynamicrotationanglecontrolsystemcannotmeettherequirementsofprojectaccuracyandreal-timeperformance.Therefore,howtoimprovethereal-timecontrolandaccuracyisthek
7、eyresearchcontentofthisthesis.Thehigh-performancecontrolsystemmainlyimprovestheperformancefromtwoaspects.Oneisthesystemschemeandhardwaredesign.Theotheristheselectionandimprovementofthecontrolstrategy.Thisarticleachievesthedynamiccornercontrolsystemperfor
