低频线振动台加速度失真非线性补偿控制方法

为了抑制低频线振动台中存在的模型不确定性及外部扰动,基于模糊基函数网络(FBFN)提出了一种自适应重复学习控制方法。利用FBFN逼近低频线振动台的模型不确定性及外部扰动,将对模型不确定性和扰动的辨识问题转化为对FBFN权系数的辨识问题。所提出的控制律由自适应控制和重复学习控制组成。自适应律用来估计FBFN权系数;为了有效地减弱抖振,使用自适应PI控制结构逼近非连续控制。由于非连续控制的界是未知的,利用自适应律估计这个未知的界。重复学习控制用来提高系统对周期性输入信号的跟踪性能。采用Lyapunov理论设计的自适应重复学习控制律保证了低频线振动台的渐近稳定性和位置跟踪性能。仿真结果表明,自适应重复学习控制律改善了系统的跟踪性能和加速度失真度。

基于线振动台的液浮陀螺仪二次项误差系数标定方法研究

为提高液浮陀螺仪静态误差模型系数中二次项系数的标定精度,提出了线振动台振动整周期的方法来标定液浮陀螺仪。在充分考虑线振动台的寄生转动和垂直度误差,测试时产生的角振动以及陀螺仪的安装误差的基础上,设计了六位置法来标定陀螺仪二次项系数的标定方案。该方法抑制了线振动台的寄生转动、测试时产生的微小角振动以及陀螺仪的安装误差对标定精度的影响,能够提高液浮陀螺仪在线振动台上测试的精度。最后进行了相应的误差分析,验证了该方法能够准确的标定出陀螺仪的二次项误差模型系数,标定精度可达10^-4(°/h/g^2)数量级。

抑制线振动台扰动的鲁棒自适应重复控制

针对线振动台系统中存在的非线性动态摩擦力及周期性纹波推力扰动,为获得线振动台较高的跟踪精度及鲁棒性能,提出了鲁棒自适应重复控制方法。该方法的控制律包含参数自适应控制、等效PID控制、重复控制和滑模控制。滑模控制用来镇定不确定性系统和保证自适应重复学习过程收敛,参数自适应律用来估计未知模型参数并予以补偿,重复控制用来抑制周期性扰动,提高周期性位置信号的跟踪性能。Lyapunov理论证明该控制律保证了闭环系统渐近稳定性。通过对线振动台系统仿真研究表明该控制律的有效性。

改善低频线振动台加速度失真度的自适应重复学习控制

为了抑制低频线振动台系统中存在的摩擦力、推力波动及死区特性,提出了一种新的自适应重复学习控制方法。利用函数逼近技术将死区不确定性表示成正交基函数的线性组合。所设计的控制律由自适应构件、等效PID构件、重复学习构件组成。自适应构件用于在线估计线性组合中的未知参数及摩擦力数学模型的参数;PID构件用来镇定低频线振动台系统,抑制非周期性扰动;重复学习构件在未知对象模型的情况下抑制周期性推力扰动,并提高对周期性输入信号的跟踪能力。采用Lyapunov理论设计的自适应重复学习控制律保证了闭环系统的渐近稳定性和跟踪性能。仿真结果表明该控制方法提高了低频线振动台的跟踪性能,并改善了加速度失真度。

低频线振动台系统的鲁棒自适应重复学习控制

由于没有传动机构,永磁直线同步电机(PMLSM)作为低频线振动台的驱动部件对扰动和参数不确定性很敏感,摩擦力及纹波推力扰动等非线性因素严重影响了PMLSM的运动精确度。针对上述问题,提出一种鲁棒自适应重复学习控制方法,用于提高低频线振动台系统的精度。所设计的控制律由参数自适应控制、积分滑模控制、重复学习控制组成。参数自适应控制用来估计未知的模型参数并予以补偿;积分滑模控制用来镇定低频线振动台系统,抑制非周期扰动;重复学习控制用来抑制周期性扰动,提高对周期性位置信号的跟踪性能。采用Lyapunov理论设计的鲁棒自适应重复学习控制律能够保证闭环系统的渐近稳定性和位置跟踪性能。仿真结果表明,鲁棒自适应重复学习控制方法明显提高了系统的跟踪性能,改善了加速度失真度。

精密线振动台输出误差建模与分析（英文）

精密线振动台作为惯性元件的专用测量设备,用来生成惯性元件测试所需的高过载加速度。精密线振动台的设备误差会影响测试精度,为了在现有设备条件下进一步提高测试精度,对振动台输出误差进行了建模。通过对振动台误差源的分析和误差传递的研究,建立了振动台输出误差模型,并通过对实测数据的分析验证了模型的有效性,提出了使用误差模型提高振动台测试精度的相应建议。

陀螺加速度计在线振动台上的二次项分离方法

陀螺加速度计(PIGA)一般工作在低频、大过载环境下,其二次项误差本身很小。现有的重力场试验不能模拟其真实工作环境,由于激励不足难以精确测量PIGA的二次项。为解决在地面试验中精确测量PIGA的二次项误差系数,利用低频线振动台模拟了PIGA实际工作的低频、大过载环境,提出了一种分离PIGA非线性二次项的测试方法,并通过非线性回归分析理论对标定模型进行显著性检验。得到的模型相关指数R^2趋近于1和残余误差σ为3.935×10^-4。试验结果表明:所提方法可以有效分离PIGA二次项系数,标定的模型拟合效果好、系数辨识精度高。

陀螺加速度计交叉二次项的线振动台测试方法

为了提高陀螺加速度计的标定精度,有必要对交叉二次项进行精确的标定。提出了一种陀螺加速度计交叉二次项在精密线振动台上的测试方法,通过分析陀螺加速度计的测试原理建立了包含交叉二次项的误差模型。利用分度头将陀螺加速度计翻滚到不同的位置,测量陀螺加速度计进动整周期的相关时间参数和输出数据。通过计算加速度计模型输出与平均角速率积分之间的关系,准确辨识出陀螺加速度计误差模型中的各误差项系数。该方法可以有效抑制陀螺加速度计的输出误差,提高标定的精度。最后通过仿真分析,验证了该方法可以准确辨识出陀螺加速度计的二次项、交叉二次项等高阶误差项系数,辨识精度达到了10^(-7),进一步提高了陀螺加速度计在线振动台上的标定精度。

线振动台台面对运动直线的垂直度误差测试技术

为了测量线振动台的工作台面对运动直线的垂直度误差,分析了检测系统的各误差源,包括运动直线的三维移动误差、测试工具直角方尺的垂直度误差、寄生转动误差等。推导了测微仪读数与这些误差源以及移动位移之间的关系,并设计了误差测量方法,该方法补偿了直角方尺垂直度误差、振动台的寄生转动误差和径向偏移误差,分离出线振动台台面与运动直线的垂直度误差,提高了测试精度。

低频线振动台系统的离散重复控制

分析离散重复控制系统的稳定性和位置误差收敛性,在此基础上给出了离散重复控制器参数选择的依据。在离散重复控制器的时滞环节中串联一个超前补偿环节,分析所得的离散重复控制系统对周期性外部信号的跟踪/抑制性能,而且给出超前补偿环节参数选择的依据。并通过低频线振动台验证了其有效性。

高动态精度线振动台设计和实验

线振动台是进行惯性元件测试的重要设备,随着惯性元件性能指标的提高,对振动测试设备动态精度性能提出了更高的要求,为满足高动态精度要求,设计了一种直驱式线振动台,提出了新的直线电机驱动结构方案,通过轻量化设计和结构优化,设计了高频响、高精度的机械系统,为振动台的静态和动态性能提供了基础.为提高振动台的动态性能指标,满足波形畸变的要求,在现有的电机控制方法基础上,提出了将PID三环控制与自适应动态前馈结合的运动控制方法。在完成样机研制的基础上,设计了静态和动态性能指标测试的实验方案,进行了线振动台的性能测试,实验结果达到了预期的静态和动态精度指标,验证了机械系统设计和控制系统设计方法的可行性。

线振动台系统误差对PIGA二次项标定影响分析

针对陀螺加速度计(PIGA)在线振动台上测试时,线振动台系统误差对PIGA二次项系数标定的影响,提出了一种正倒置的测试方法,通过将线振动台系统误差(波形畸变、横向加速度、寄生转动)导致的加速度变化代入PIGA模型中,并根据PIGA的实际输出,对采用最小二乘法标定的二次项系数进行显著性分析。实验结果表明,系统误差中波形畸变会对二次项系数的标定精度产生正比影响。通过抑制波形畸变,可以有效减少PIGA二次项系数的测试误差,提高PIGA的使用精度。

不确定性线性系统的H_∞输出反馈鲁棒重复控制

为了抑制乘性不确定性线性系统中的外部扰动,提出了一种重复控制器与输出反馈控制器参数同时优化的方法.引入一个假想摄动将系统的扰动抑制问题归结为具有结构型摄动的系统鲁棒稳定性问题.根据小增益定理得到该结构型摄动系统鲁棒稳定性的充分条件.引入一个稳定的定标阵,得到该结构型摄动系统低保守性的鲁棒稳定性充分条件.基于该充分条件和线性矩阵不等式方法(LMI)、锥补线性化方法(CCL),提出的迭代算法可以同时计算出重复控制器中低通滤波器剪切频率的最大值及其对应的输出反馈控制器的参数.最后,低频线振动台系统验证了该方法的有效性。