11、双惯性系统与通信干扰下的控制策略研究

双惯性系统与通信干扰下的控制策略研究

在工业控制领域，双惯性系统和通信干扰是常见且需要重点解决的问题。双惯性系统中存在输入轴和输出轴的不同控制需求，以及可能出现的干扰；而通信网络中的控制则面临着时间延迟的挑战，影响系统的稳定性。下面将详细介绍针对这些问题的控制方法和策略。

1. 双惯性系统的伺服控制

在双惯性系统中，存在输入轴和输出轴的不同情况，干扰可能进入输入轴或输出轴，同时控制器可以观测输出 𝜃1 或 𝜃2。具体的输出和干扰情况如下表所示：
| 观测输出 | 输入轴干扰 | | 输出轴干扰 | |
| — | — | — | — | — |
| | 存在 | 不存在 | 存在 | 不存在 |
| 𝜃1 | 不存在 | 存在 | 存在 | 存在 |
| 𝜃2 | 不存在 | 存在 | 存在 | 存在 |

在实际控制中，根据想要控制的轴角度不同，与参考值比较的变量也会不同，共有 4 × 6 = 24 种可能的选项。这里假设控制器仅使用控制输入和观测值 𝜃1 进行干扰观测器设计，干扰为输入轴或输出轴干扰，并且可以使用两个输出 ̂𝜃1 和 ̂𝜃2 进行伺服系统设计。

1.1 考虑输入轴干扰的输入轴伺服系统

在某些情况下，双惯性系统的输入轴是主要的机电部分，输出轴为附属部分，此时需要控制输入轴上角度传感器的角度。但当输出轴角度控制是主要目的时，即使输入轴角度控制成功，输出轴也可能产生不可忽视的振动。在这种情况下，使用降低的控制增益或观测器增益可以实现稳定但响应较慢的特性。

下面是一个输入轴伺服系统的数值示例：