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Autolumis分析仪加样机构前馈—反馈复合控制方法研究

Autolumis分析仪加样机构前馈—反馈复合控制方法研究

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作者：范生荣哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着临床诊疗任务的增加，迫切需要免疫检测仪提高检测速度，同时希望其具有高精度、高通量要求。另一方面，大多数免疫分析仪采用接触式分配方法，要求分析仪加样机构必须具备较高的定位精度和良好的动态响应，但是由于实际机械加工水... 详细信息

随着临床诊疗任务的增加，迫切需要免疫检测仪提高检测速度，同时希望其具有高精度、高通量要求。另一方面，大多数免疫分析仪采用接触式分配方法，要求分析仪加样机构必须具备较高的定位精度和良好的动态响应，但是由于实际机械加工水平达不到图纸设计要求，导致机械特性的改变，进而影响系统的伺服性能，降低其的工作效率.因此，需要设计动态性能指标优良的高速定位控制器，本项目结合“全自动化学发光分析仪”863计划，对基于Autolumis分析仪加样机构对系统的前-反馈复合控制算法进行了研究。为了建立控制品质良好的前-反馈复合控制器，需要对Autolumis分析仪加样机构电机驱动系统建立动态模型，但是对于模型中的参数（等效转动惯量、等效阻尼系数、等效摩擦力矩）是无法测量的，需要对这些参数进行参数辨识。本文基于系统的运动微分方程和待定系数法思想，利用实验测试得到的运动参数建立方程组，经最小二乘处理后求解系统的机械参数，利用辨识出的机械参数建立系统的传递函数及Simulink仿真模型，仿真和实验结果的对比证实了方法的有效性。在建立伺服系统动态模型基础上，根据设计指标，设计出Autolumis分析仪加样机构位置伺服系统控制参数，但是为了很好的提高加样机构系统的运行速度和加速度，设计出前馈控制器、摩擦力补偿器、基于速度反馈摩擦力扰动观测器和及位置反馈摩擦力扰动观测器。根据控制器数学模型设计出Simulink仿真模型，仿真前馈控制器具有好的跟随性能，摩擦力补偿器抗干扰能力较强，基于速度摩擦力扰动观测器的抗干扰能力较基于位置摩擦力观测器强，但是本系统为了考虑设计成本，没有增加摩擦力传感器，无法为摩擦力补偿器直接提供控制信号，因此本文在基于仿真分析的基础上，对前馈控制器和基于速度摩擦力扰动观测器进行复合控制器的研究。在现有实验平台上，验证所设计控制器伺服性能，在控制器设计完成的基础上，了解DSP芯片的功能，对控制算法进行编程，并调试软件，分析各个控制器的精度，在所有控制器调试完成以后，在同一分析仪上的光轴上涂抹润滑剂及改变机构的质量，来验证机械特性的改变对本文所设计控制器性能影响，说明该控制系统的正确性、合理性。

关键词：前馈控制复合控制系统扰动观测器阻力矩补偿器

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