基于数学建模的位置随动系统的最优控制研究

在机床运动控制过程中，除了需对转速进行精确控制，对运动位置的控制同样重要，此时线位移或者角位移被作为控制的对象，控制系统采用位置随动系统。位置随动系统作为一种广泛应用在机床加工、导弹制导和雷达控制等领域的一类系统，具有在输入信号发生未知规律变化时，能够用控制量实现对给定量的跟踪并进行反馈，主要指标包括对输入信号的跟随精度、跟踪速度和加速度。它作为一种典型的自动控制系统，在机床位置角度控制中起到重要的作用，是其他调节控制系统的重要部分。 位置随动系统作为一种能够对未知输入变量进行精确控制的典型闭环控制系统，其根本任务就是实现执行机构对位置指令的准确跟踪，在机床运动位置和角度控制中起到重要作用。针对一个小功率直流电机型随动系统，进行数学建模研究，并用状态空间形式予以描述。基于该数学模型，设计出一个 LQR最优控制器。仿真结果表明: 所提出的控制方法具有超调量小、调节时间短、稳态精度高的性能优势。此外，该方法较为简单，易于工程实现。