軌跡跟蹤魯棒最優(yōu)預見控制及其實驗研究.pdf

1、最優(yōu)預見跟蹤控制算法是一種綜合利用過去、現(xiàn)在以及將來信息的控制方法。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速度、穩(wěn)定性。本文完整的展示了以最優(yōu)預見控制理論為基礎，從最優(yōu)預見跟蹤控制算法的推導，到實驗系統(tǒng)的構建，到實驗系統(tǒng)模型的建立，再到控制算法的仿真及實驗研究這一過程。本文首先詳細地推導了線性系統(tǒng)的最優(yōu)預見基本理論，采取將空間目標軌跡分解成各個軸方向上分別跟蹤的方法，給出了一種空間目標軌跡跟蹤控制算法，它運用擴大的誤差

2、系統(tǒng)作為狀態(tài)變量，在性能評價函數(shù)當中綜合考慮跟蹤誤差和控制輸入的變化量，并利用目標軌跡的未來信息作為前饋補償，這些措施使得算法精確、有效、實用。在前人研究的基礎上，將最優(yōu)預見控制與魯棒控制理論結合起來作了一定的研究。本文還討論了最優(yōu)預見控制設計方法的關鍵技術，即預見步數(shù)的選取問題，推導了預見步數(shù)與性能評價函數(shù)間的關系，并給出了預見步數(shù)的選取方法。 文章通過將目標軌跡進行分解，然后分別加以跟蹤控制的方法來研究最優(yōu)預見控制算法的實用

3、性，所以在隨后的研究當中構建了一套跟蹤控制實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)以多軸運動控制器為核心，執(zhí)行機構則采用伺服電機驅動高精度定位平臺來實現(xiàn)。這些措施使得系統(tǒng)具備較強的聯(lián)動性能，并具備快速的響應速度和較高的執(zhí)行精度，為實驗分析提供了很好的物質支持。在實驗系統(tǒng)設計完成之后，在理論分析和實驗基礎上建立了它的數(shù)學模型。并對該數(shù)學模型運用所給出的軌跡跟蹤控制算法一進行仿真研究，仿真結果表明該算法是有效的。但同時仿真過程也暴露了它不夠完善的地方在于算法運用之

4、前涉及的一系列參數(shù)初始化問題。這些數(shù)值的準確與否對實驗結果有著直接影響，這就對算法在實際當中的運用會產(chǎn)生較大的阻礙作用。最后將仿真分析的結果作為系統(tǒng)的輸入進行了實驗研究。對實驗結果的分析表明，將最優(yōu)預見跟蹤控制算法運用在制造要求不是很高的場合是完全可靠的。結果也清楚的表明我們所作的控制算法仿真研究與實驗研究有一定的偏差，本文對其產(chǎn)生的原因一一作了分析，所以我們還需加強最優(yōu)預見跟蹤控制算法的應用研究，理論與實踐的結合才會體現(xiàn)出強大的生命力