時(shí)滯濾波理論及其工程應(yīng)用

內(nèi)容概要

時(shí)滯濾波是有意識(shí)地在系統(tǒng)中引入時(shí)滯環(huán)節(jié)，將脈沖序列與參考命令卷積形成的整形命令作為控制信號(hào)，消除柔性系統(tǒng)殘留振動(dòng)的一種控制技術(shù)。時(shí)滯濾波作為一種前饋型開環(huán)控制方法，因它的簡(jiǎn)單易用性、對(duì)模型誤差的魯棒性，以及能與輸入信號(hào)實(shí)時(shí)作用而很快成為抑制柔性系統(tǒng)殘留振動(dòng)的一種有效方法。    全書主要內(nèi)容包括三部分，第一部分全面系統(tǒng)地介紹了時(shí)滯濾波的基本思想、基本原理和基本設(shè)計(jì)方法；第二部分重點(diǎn)敘述提高時(shí)滯濾波器的魯棒性、最優(yōu)性、實(shí)用性的理論和方法；第三部分討論時(shí)滯濾波理論在工程中的應(yīng)用。    本書可供高等院校、科研機(jī)構(gòu)等從事機(jī)械設(shè)計(jì)理論、機(jī)械電子工程、工業(yè)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的師生和研究人員及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考使用。

作者簡(jiǎn)介

　　梅雪松，研究領(lǐng)域或方向：1、高速、高精度機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法和控制技術(shù)；2、開放式運(yùn)動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制技術(shù)。工作簡(jiǎn)歷：1991年6月博士研究生畢業(yè)于西安交通大學(xué)，獲博士學(xué)位并留校任教至今；其間，于1998年赴日本東京農(nóng)工大學(xué)進(jìn)行為期一年的訪問研究，2000年作為訪問教授再次赴日本東京農(nóng)工大學(xué)進(jìn)行合作研究，2003年3月獲日本JSPS資助作為訪問教授在日本京都大學(xué)開展短期學(xué)術(shù)交流。社會(huì)兼職：中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)委員、全國自學(xué)考試委員會(huì)機(jī)械類委員兼秘書長(zhǎng)、全國高校機(jī)床研究學(xué)會(huì)理事兼秘書長(zhǎng)。先后主講了高速高精度加工技術(shù)、金屬機(jī)床概論和設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)集散式控制、數(shù)控技術(shù)與裝備等本科生、研究生課程；迄今培養(yǎng)碩士、博士生27名。一直致力于開展以高檔數(shù)控機(jī)床和IC精密機(jī)械等為對(duì)象的高速、高精度運(yùn)動(dòng)控制與補(bǔ)償研究、開放式運(yùn)動(dòng)控制器研究、基于局域網(wǎng)和因特網(wǎng)的工控設(shè)備遠(yuǎn)程控制研究等研究與開發(fā)工作。

書籍目錄

序前言第1章　緒論  1.1　柔性系統(tǒng)及其殘留振動(dòng)  1.2　抑制柔性系統(tǒng)殘留振動(dòng)的方法  1.3　時(shí)滯控制  1.4　時(shí)滯濾波  1.5　本書的主要內(nèi)容第2章　時(shí)滯濾波理論  2.1　時(shí)滯濾波的基本思想  2.2　時(shí)滯濾波器的基本原理  2.3　時(shí)滯濾波器的零點(diǎn)分布  2.4　時(shí)滯濾波器的靈敏度曲線  2.5　時(shí)滯濾波器的幅頻特性  2.6　本章小結(jié)第3章　時(shí)滯濾波器  3.1　時(shí)滯濾波器的基本設(shè)計(jì)方法  3.2　基于矢量圖設(shè)計(jì)時(shí)滯濾波器  3.3　典型時(shí)滯濾波器  3.4　典型時(shí)滯濾波器的性能分析  3.5　本章小結(jié)第4章　時(shí)滯濾波器的魯棒性研究  4.1　時(shí)滯濾波器的魯棒性  4.2　基于矢量圖設(shè)計(jì)魯棒EI時(shí)滯濾波器  4.3　基于幅頻特性設(shè)計(jì)魯棒EI時(shí)滯濾波器  4.4　零點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)魯棒EI時(shí)滯濾波器  4.5　本章小結(jié)第5章　時(shí)滯濾波器的性能優(yōu)化  5.1　減小時(shí)滯濾波器的時(shí)滯  5.2  優(yōu)化系統(tǒng)振動(dòng)幅值  5.3　降低系統(tǒng)振動(dòng)能量  5.4　降低系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)  5.5　本章小結(jié)第6章　閉環(huán)時(shí)滯濾波系統(tǒng)  6.1  閉環(huán)時(shí)滯濾波系統(tǒng)  6.2　外置型閉環(huán)時(shí)滯濾波系統(tǒng)  6.3　內(nèi)置型閉環(huán)時(shí)滯濾波系統(tǒng)  6.4　本章小結(jié)第7章　時(shí)滯濾波理論的工程應(yīng)用  7.1　熱處理爐的外置型閉環(huán)時(shí)滯濾波器控制  7.2　集中供熱系統(tǒng)的外置型閉環(huán)時(shí)滯濾波器控制  7.3　橋式起重機(jī)模擬試驗(yàn)臺(tái)的時(shí)滯濾波器控制  7.4　雙擺龍門起重機(jī)的時(shí)滯濾波器控制  7.5　時(shí)滯濾波理論的應(yīng)用前景  7.6　本章小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　航天器、柔性機(jī)器人、起重機(jī)等具有撓性機(jī)械結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，可以歸結(jié)為具有剛性模態(tài)的柔性系統(tǒng)。在階躍信號(hào)作用下，系統(tǒng)表現(xiàn)出長(zhǎng)時(shí)間的殘留振動(dòng)，為了消除這一殘留振動(dòng)，人們從材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制器設(shè)計(jì)等角度進(jìn)行了大量的研究，尋找快速、有效地抑制柔性系統(tǒng)殘留振動(dòng)的理論和方法。目前，抑制柔性機(jī)構(gòu)殘留振動(dòng)的理論和方法很多，本書從時(shí)滯濾波的角度出發(fā)，有意識(shí)、合理地利用時(shí)滯來改善柔性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，達(dá)到抑制柔性系統(tǒng)殘留振動(dòng)的目的?！　?.1　柔性系統(tǒng)及其殘留振動(dòng)　　隨著航天事業(yè)的發(fā)展，世界上科技發(fā)達(dá)國家發(fā)射了數(shù)量眾多的各種航天器，圖1.1所示的就是國際空間站和“神舟”一號(hào)宇宙飛船。這些航天器在空間環(huán)境中越來越多地用到各種輕型柔性外伸結(jié)構(gòu)，如太陽能帆板、熱輻射器、天線、柔性機(jī)械臂等。這些柔性外伸結(jié)構(gòu)可以看作是一種多自由度開鏈或閉鏈機(jī)構(gòu)，具有大跨度、輕質(zhì)量、小阻尼的特點(diǎn)。因此整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性非常復(fù)雜，是一個(gè)時(shí)變、非線性的分布參數(shù)系統(tǒng)。在這種航天器的飛行和控制過程中，作用在航天器上的控制力不僅調(diào)整了航天器本身的位置和姿態(tài)，而且也激勵(lì)了撓性結(jié)構(gòu)件的各階振動(dòng)模態(tài)。此外，外層真空環(huán)境中發(fā)生的流星雨、太陽風(fēng)、溫度差以及與其他航天器的對(duì)接碰撞等，都可能成為引起這些柔性外伸結(jié)構(gòu)劇烈振動(dòng)的激勵(lì)源。　　……

編輯推薦

　　《時(shí)滯濾波理論及其工程應(yīng)用》的內(nèi)容是將目前零星、分散的時(shí)滯濾波領(lǐng)域中的研究成果經(jīng)過系統(tǒng)地分析整理，歸納出時(shí)滯濾波的基本理論和基本方法，更重要的是通過對(duì)時(shí)滯濾波理論的進(jìn)一步研究，探索了提高時(shí)滯濾波器的魯棒性、最優(yōu)性、實(shí)用性的理論和方法，充分發(fā)揮時(shí)滯特性潛在的優(yōu)點(diǎn)，開拓更多、更廣泛的工程應(yīng)用場(chǎng)合，最大限度地發(fā)揮時(shí)滯濾波理論的作用。目前，國內(nèi)還未見到時(shí)滯濾波這方面的專著出版，該書在一定程度上填補(bǔ)了這方面的空白，作者力求在書中全面反映出時(shí)滯濾波領(lǐng)域當(dāng)前的學(xué)術(shù)水平和發(fā)展方向，并為廣大讀者從事時(shí)滯濾波理論研究和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)提供一些有益的思路。

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