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原文传递舵机系统自适应控制策略研究

论文题名：	舵机系统自适应控制策略研究
关键词：	舵机系统;模糊自适应控制;位置伺服系统;数学模型
摘要：	舵机系统作为高精度的位置伺服系统，主要应用于航天及军事等一些特定场合。舵机控制系统具有非线性和负载时变等特征，其准确动力学模型难以建立，而采用模糊自适应控制策略，则可以强化控制系统的适应性。FPGA控制相对DSP控制来说，具有高速运算能力，低功耗，高集成度等特点。本论文以单轴舵机位置伺服系统为工程背景，对基于FPGA的舵机控制系统进行研究。　　论文首先分析了舵机系统控制原理，从无刷直流电机，三相桥驱动方式，减速齿轮箱，位置检测等环节出发，建立了舵机系统的数学模型。基于系统模型，确定采用电流环、速度环和位置环结合的三环控制策略，并针对每一个环路的不同特点，采取合适的控制算法。　　其次，针对舵机系统客观存在的非线性因素，探索智能算法加PID的控制策略，将其应用于位置环调节。由于舵机系统存在的时变性，随机干扰等因素，模糊控制规则通常显得不够完善，为了弥补这个不足，本文中采用了自适应方法使模糊控制规则在控制过程中自行调整，并搭建了相应的Matlab/Simulink仿真模型，验证其性能。　　再次，从硬件和软件两个方面对舵机系统进行设计。硬件设计按照功能模块划分为电源模块、A/D转换和三相桥驱动等模块；设计的软件功能模块包括开环、电流采样、PI算法和模糊控制器等。用XilinxISE仿真验证各个模块的功能。　　最后，从系统角度出发，研究FPGA设计流程，给出FPGA的控制时序。进行系统试验，分析试验结果，结果表明基于FPGA的舵机系统模糊自适应控制策略具有较好的性能。
作者：	郭可发
专业：	电气工程
导师：	李铁才
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文