任何一個實際系統由于內部和外部的各種原因，它的參數和外部干擾都有很大的不確定性，這將對系統性能造成嚴重的影響，為了降低這些不確定性因素引起的控制品質嚴重下降，同時，保證系統的跟蹤性能和抗干擾性能不變，本文采用改進的魯棒二自由度控制結構一分數階干擾觀測器，來消除摩擦、模型不確定性、測量噪聲等的干擾，提高系統的抗干擾性和魯林性。本文主要工作如下：（1）較為系統地介紹和分析了分數階微積分的基本理論，對分數階微積分的各種定義及其之間的轉換進行了介紹。（2）介紹了二自由度控制結構以及傳統整數階干擾觀測器的設計方法.（3）對分數階Q濾，器的有理函數離散化、近似方法進行了詳細的分析研究，給出不同方法下的仿真比較，研究表明采用改進的AL-Alaoui+CFE法時近似效果最好；對基于Oustaloup算法的分數階Q濾波器的有理函數近似方法下，濾波器近似階次的選擇進行了詳細推導驗證。（4）選取扭矩實驗系統這一典型的工業伺服系統為實驗平臺，采用分數階干擾觀測器結構來驗證其對振動和干擾的有效抑制作用。仿真結果表明，通過與傳統的P控制器相比，分數階干擾觀測器更能滿足系統對快速性、普林穩定性和抗干擾性能的要求。總結全文，本文的創新點為：（1）對分數階Q濾波器的Oustaloup曲線擬合近似方法中濾波器近似階次的選擇進行詳細分析驗證，給出最為合適的近似階次.（2）以二慣性扭轉實驗系統為例，利用分數階微積分理論知識設計出分數階干擾觀測器，更好地解決了普捧穩定性和干擾抑制能力的綜合問題.
標簽：
分數階微積分
上傳時間：
2022-06-25
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