NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
大型望远镜驱动控制系统中抗非线性干扰研究
周旺平
Subtype博士
Thesis Advisor徐欣圻
2007-06
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline天体物理
Keyword鲁棒控制 高阶滑模控制 自适应观测器 非线性干扰 大型望远镜
Abstract
为探索更遥远的星系信息和近距离恒星的具体精细结构,天体物理的发展越来越需要大口径望远镜以获得大视场、高空间分辨率的观测,望远镜体积随之越来越庞大。这种巨型化发展趋势使得望远镜驱动系统将承受更强的非线性干扰。而以摩擦转矩为首的非线性干扰容易引起望远镜低速跟踪时速度抖动和爬行现象,传统控制策略难以实现较高的控制精度,结果造成望远镜观测性能的下降。因此,设计有效抑制非线性干扰且能获得高精度控制性能的控制策略,以大力改善大型望远镜的观测性能,具有重要的理论意义和实用价值。

本文从控制策略本身抑制干扰的不同机理出发,研究了几类典型的高级控制策略,通过理论推导及分析比较,首次提出基于非线性自适应观测器的三阶高阶滑模控制器,并将其应用于大型望远镜的驱动控制。仿真结果表明了这种方法能获得很高的控制精度,满足当代大型望远镜的低速性能要求。作者在论文中的主要贡献体现在四个方面:(1) 详细地分析了大型望远镜驱动系统中存在的主要非线性干扰,利用机电传动理论建立了较精确的驱动系统数学模型。在此基础上,将H无穷控制与神经网络预测控制分别引入大型望远镜驱动控制系统,给出了相应的设计过程,为本文以后的工作及类似的驱动系统控制设计提供了可靠依据和参考。(2) 在对已有的滑模精确微分器的结构进行合理改造并且重新选取主要参数的基础上,设计出了输入信号为含扰动的微弱信号时的滑模精确微分器,成功应用于微分信号的获取,以满足高阶滑模控制需要获得系统状态全信息的条件。(3) 根据驱动系统不同的速度和加速度范围,提出了对高阶滑模控制器结构中的关键参数采用非固定值的设计概念,改善控制性能。(4) 提出利用系统输出信号低次幂组合而成的多项式结构,自适应辩识系统中的非线性干扰,并据此设计了一类非线性自适应观测器,同时给出相关理论推导并证明该类观测器的收敛性。利用观测器对干扰的观测值,完成对驱动系统中主要非线性干扰的补偿。

Subject Area自动控制
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/153
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
望远镜新技术研究室_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
周旺平. 大型望远镜驱动控制系统中抗非线性干扰研究[D]. 中国科学院研究生院,2007.
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Related Services
Recommend this item
Bookmark
Usage statistics
Export to Endnote
Google Scholar
Similar articles in Google Scholar
[周旺平]'s Articles
Baidu academic
Similar articles in Baidu academic
[周旺平]'s Articles
Bing Scholar
Similar articles in Bing Scholar
[周旺平]'s Articles
Terms of Use
No data!
Social Bookmark/Share
All comments (0)
No comment.
 

Items in the repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.