軌跡跟蹤魯棒最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制及其實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤控制算法是一種綜合利用過(guò)去、現(xiàn)在以及將來(lái)信息的控制方法。它具有較高的軌跡跟蹤精度，一定的魯棒性以及比較理想的響應(yīng)速度、穩(wěn)定性。本文完整的展示了以最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制理論為基礎(chǔ)，從最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤控制算法的推導(dǎo)，到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建，到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模型的建立，再到控制算法的仿真及實(shí)驗(yàn)研究這一過(guò)程。本文首先詳細(xì)地推導(dǎo)了線性系統(tǒng)的最優(yōu)預(yù)見(jiàn)基本理論，采取將空間目標(biāo)軌跡分解成各個(gè)軸方向上分別跟蹤的方法，給出了一種空間目標(biāo)軌跡跟蹤控制算法，它運(yùn)用擴(kuò)大的誤差

2、系統(tǒng)作為狀態(tài)變量，在性能評(píng)價(jià)函數(shù)當(dāng)中綜合考慮跟蹤誤差和控制輸入的變化量，并利用目標(biāo)軌跡的未來(lái)信息作為前饋補(bǔ)償，這些措施使得算法精確、有效、實(shí)用。在前人研究的基礎(chǔ)上，將最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制與魯棒控制理論結(jié)合起來(lái)作了一定的研究。本文還討論了最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵技術(shù)，即預(yù)見(jiàn)步數(shù)的選取問(wèn)題，推導(dǎo)了預(yù)見(jiàn)步數(shù)與性能評(píng)價(jià)函數(shù)間的關(guān)系，并給出了預(yù)見(jiàn)步數(shù)的選取方法。 文章通過(guò)將目標(biāo)軌跡進(jìn)行分解，然后分別加以跟蹤控制的方法來(lái)研究最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制算法的實(shí)用

3、性，所以在隨后的研究當(dāng)中構(gòu)建了一套跟蹤控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以多軸運(yùn)動(dòng)控制器為核心，執(zhí)行機(jī)構(gòu)則采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高精度定位平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些措施使得系統(tǒng)具備較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)性能，并具備快速的響應(yīng)速度和較高的執(zhí)行精度，為實(shí)驗(yàn)分析提供了很好的物質(zhì)支持。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，在理論分析和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立了它的數(shù)學(xué)模型。并對(duì)該數(shù)學(xué)模型運(yùn)用所給出的軌跡跟蹤控制算法一進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果表明該算法是有效的。但同時(shí)仿真過(guò)程也暴露了它不夠完善的地方在于算法運(yùn)用之

4、前涉及的一系列參數(shù)初始化問(wèn)題。這些數(shù)值的準(zhǔn)確與否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著直接影響，這就對(duì)算法在實(shí)際當(dāng)中的運(yùn)用會(huì)產(chǎn)生較大的阻礙作用。最后將仿真分析的結(jié)果作為系統(tǒng)的輸入進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表明，將最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤控制算法運(yùn)用在制造要求不是很高的場(chǎng)合是完全可靠的。結(jié)果也清楚的表明我們所作的控制算法仿真研究與實(shí)驗(yàn)研究有一定的偏差，本文對(duì)其產(chǎn)生的原因一一作了分析，所以我們還需加強(qiáng)最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤控制算法的應(yīng)用研究，理論與實(shí)踐的結(jié)合才會(huì)體現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力