| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-15页 |
| 1.1 光电跟踪伺服控制系统的研究意义 | 第10页 |
| 1.2 光电跟踪控制系统的研究现状 | 第10-11页 |
| 1.3 分数阶控制的研究现状 | 第11-12页 |
| 1.4 伺服控制系统的研究现状 | 第12-13页 |
| 1.5 论文的主要研究内容及章节安排 | 第13-15页 |
| 2 分数阶微积分和分数阶控制器 | 第15-28页 |
| 2.1 基本函数 | 第15-16页 |
| 2.2 分数阶微积分的定义 | 第16-18页 |
| 2.2.1 分数阶微积分操作算子 | 第16页 |
| 2.2.2 Cauchy分数阶微积分定义 | 第16-17页 |
| 2.2.3 Grundwald-Letnikov分数阶微积分定义 | 第17页 |
| 2.2.4 Riemann-Liouville分数阶微积分定义 | 第17页 |
| 2.2.5 Caputo分数阶微积分定义 | 第17-18页 |
| 2.2.6 分数阶微积分定义之间的关系 | 第18页 |
| 2.3 分数阶微积分的基本变换 | 第18-19页 |
| 2.3.1 分数阶微积分的拉普拉斯变换 | 第18-19页 |
| 2.3.2 分数阶微积分的傅里叶变换 | 第19页 |
| 2.4 分数阶微积分的基本性质 | 第19页 |
| 2.5 分数阶系统模型 | 第19-20页 |
| 2.5.1 分数阶微分方程描述 | 第19-20页 |
| 2.5.2 传递函数描述方式 | 第20页 |
| 2.5.3 分数阶状态空间描述方式 | 第20页 |
| 2.5.4 离散传递函数 | 第20页 |
| 2.6 分数阶微积分的近似化方法 | 第20-23页 |
| 2.6.1 直接近似化方法 | 第21页 |
| 2.6.2 连续近似化方法 | 第21-23页 |
| 2.7 分数阶PID控制器数字化实现 | 第23页 |
| 2.8 分数阶控制器的设计 | 第23-26页 |
| 2.8.1 分数阶PID控制器 | 第23-25页 |
| 2.8.2 分数阶PID控制参数对系统动态性能的影响 | 第25-26页 |
| 2.9 本章小结 | 第26-28页 |
| 3 系统方案设计 | 第28-41页 |
| 3.1 控制系统的功能分析 | 第28页 |
| 3.2 控制系统的整体结构 | 第28-29页 |
| 3.3 伺服控制系统电机类型的选择 | 第29-30页 |
| 3.3.1 直流伺服电动机 | 第29页 |
| 3.3.2 步进电机 | 第29页 |
| 3.3.3 交流异步电机 | 第29-30页 |
| 3.3.4 交流同步电机 | 第30页 |
| 3.4 永磁同步电机伺服控制系统 | 第30-31页 |
| 3.4.1 永磁同步电机 | 第30页 |
| 3.4.2 永磁同步电机伺服系统数学模型 | 第30-31页 |
| 3.5 永磁同步电机控制策略 | 第31-38页 |
| 3.5.1 矢量控制 | 第31-35页 |
| 3.5.2 正弦脉宽调制 | 第35-36页 |
| 3.5.3 空间电压矢量PWM | 第36-38页 |
| 3.6 主控制器类型的选择 | 第38-39页 |
| 3.7 系统硬件设计方案 | 第39-40页 |
| 3.8 系统软件设计方案 | 第40页 |
| 3.9 本章小结 | 第40-41页 |
| 4 改进的粒子群优化算法优化分数阶PID控制器 | 第41-51页 |
| 4.1 粒子群优化方法 | 第41-42页 |
| 4.2 改进粒子群优化算法 | 第42-44页 |
| 4.2.1 佳点集初始化方法 | 第42-43页 |
| 4.2.2 聚集度因子和进化度因子 | 第43页 |
| 4.2.3 惯性权值的调整 | 第43-44页 |
| 4.2.4 子群规模的调整 | 第44页 |
| 4.3 改进粒子群优化分数阶PID参数 | 第44-45页 |
| 4.4 改进粒子群优化分数阶PID参数的步骤 | 第45页 |
| 4.5 实验仿真分析 | 第45-50页 |
| 4.6 本章小结 | 第50-51页 |
| 5 伺服控制系统的硬件设计 | 第51-66页 |
| 5.1 伺服控制系统的硬件设计 | 第51页 |
| 5.2 DSP控制电路设计 | 第51-56页 |
| 5.2.1 DSP控制器功能介绍 | 第52页 |
| 5.2.3 DSP控制器及外围电路设计 | 第52-55页 |
| 5.2.4 外扩存储器模块 | 第55-56页 |
| 5.2.5 通讯模块 | 第56页 |
| 5.3 电源电路设计 | 第56-59页 |
| 5.3.1 整流滤波电路 | 第57-58页 |
| 5.3.2 开关电源电路 | 第58-59页 |
| 5.4 驱动电路设计 | 第59-61页 |
| 5.5 检测电路设计 | 第61-65页 |
| 5.5.1 电流检测电路 | 第61-63页 |
| 5.5.2 过压、欠压检测模块 | 第63页 |
| 5.5.3 速度和位置检测 | 第63-64页 |
| 5.5.4 IPM模块的故障检测 | 第64-65页 |
| 5.6 小结 | 第65-66页 |
| 6 伺服控制系统软件设计 | 第66-73页 |
| 6.1 CCS集成开发环境介绍 | 第66页 |
| 6.2 控制系统主程序设计 | 第66-67页 |
| 6.3 系统初始化 | 第67页 |
| 6.4 控制系统中断服务子程序 | 第67-69页 |
| 6.4.1 定时器中断服务子程序 | 第68页 |
| 6.4.2 捕获中断子程序 | 第68-69页 |
| 6.4.3 保护中断子程序 | 第69页 |
| 6.5 空间矢量算法 | 第69页 |
| 6.6 分数阶PID控制算法 | 第69-70页 |
| 6.7 实验结果分析 | 第70-72页 |
| 6.8 本章小结 | 第72-73页 |
| 7 总结与展望 | 第73-74页 |
| 7.1 总结 | 第73页 |
| 7.2 展望 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-78页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第78-79页 |
| 致谢 | 第79-81页 |
