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DZ229
蒸馏水
控制系统
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DZ229多效蒸馏水机控制系统的研究与实现,DZ229,蒸馏水,控制系统,研究,实现
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输出反馈以滑动模式控制用于近场光碟机读写头飞行高度控制摘要：一个以输出滑动模式控制方法来生产稳定的数据采集近场光碟机飞行高度控制已经实现。巨大振幅的振动使光碟难以获得稳定的飞行高度控制，一种压电弯曲原理被用于磁头表面的空间方向的补充。测量一个光盘的振动数据来鉴定模拟模式使用被执行的具体情况以证明被使用的方法的稳定性。1.概述 光盘由于其庞大的数据存储容量而很受欢迎，因此被广泛的应用于声音和图象媒体领域。因为巨大数据存储容量和高品质录制媒体的需要导致光盘的高数据存储密度的需求。然而，由于在高频域光学环境中轻微的波形衍射，使光学数据获取设备不能更加缩小轻微的污损面积存取小范围数据轨迹从而完成高密度数据记录。近场光学的应用消除了衍射限制要求近场光碟机采用有磁性的光碟驱动这就除非用近场读写头取代磁性读写。这就允许碟片驱动维持在读写头和近场集中区段之间。因而，光学解析度的改进意味着数据记录密度的增加。加之，光碟一般是由低成本的塑料材料制成。因此，光盘的机械震动要比以铝做基层的碟片大的多。因而，在客观的严重碟片震动中被动空气方位飞行控制机制仅仅达到聚焦性能。为了在飞行高度控制中围绕问题和达到满意的性能，我们附加一个多层次压电弯曲（PZT）在服务悬浮装备上，就如主动的飞行高度控制者。相似的设计已经广泛的应用到硬盘驱动器来完成硬盘空间控制和查寻轨道控制。 我们的目的是为使用PZT弯曲来飞行高度控制的提供输出反馈模式控制器 。滑动模式控制方式的流行由于其有力而简便的工具来匹配干扰和模式的不可靠。传统的滑动模式控制是基于状态矢量空间的设计，系统声明中的信息需要构筑在滑动表面和控制器上。然而，系统数据在通用研究中并不是可测量的；因此，一个输出反馈滑动模式控制是独自使用输出错误发展的。一个输出反馈滑动模式控制器首先必须确认飞行高度控制的性能。在控制器中飞行高度错误中第一与第二阶导数是必须的。然而，这在实践中比较困难由于测量噪音。因此，一个高次序滑动模式控制方法用计算强大的微分器被用作处理多项输出请求和避免测量噪音的影响。另外，高次序滑动模式控制器可以帮助用适当的设计命令处理噪音。在确认的模式中仿真常用一个光盘标准振动数据将实现控制器效率的证明。2.飞行高度控制机制 飞行高度控制的性能能够起作用，一个改进的飞行读写头用PZT制动器是固定的悬置装置，如图（1）示。PZT供应为在近场光碟机中飞行读写头的飞行高度制动器。这些步骤已经应用于高密度数据存储盘驱动的制动器中，直到它的响应性能能够充分完成更快和更精确的运转。用激光探头在系统辨认中，一个PZT转换功能联系着电压U在直流电压中到PZT弯曲度置换Y在垂直方向上的公式为：（1）结果，一个预测图表和开环阶跃响应如图（2）和图（3）所示，考虑到开环阶跃响应在图（3）中表示，这些都是明显的在很长的设置时间中瞬时响应的振动。因此，闭环制动器请求排除飞行高度控制器的振动而获得更快而稳定的响应。3.输出反馈滑动模式控制 飞行头必需经过一个期待的置换过程，在垂直方向上为了维持光盘振动和光学飞行头之间的飞行高度恒量。期待置换轨道q一般是光盘振动波形加之飞行高度恒量。在电流系统中呈现不确定和干扰，滑动模式控制公式已经提供。 PZT建立模式在（1）中可以被复写成状态变量形式为： （2）是飞行高度，是控制输入电压，而系统状态矢量为。加之，系统的不确定和外部噪音引起的干扰矢量 有限于： （3）是边界函数。在近场光盘驱动中，反馈数据一般是置换或者速率信息反馈到飞行读写头。不是所有系统状态都是可利用的而我们假设只有输出置换数据可获得。由此推论，控制设计公式使用系统状态信息不能被使用而加之输出反馈滑动模式控制是发展的。飞行高度错误的定义为： （4）系统的相对度是依照公式（），两个不同的数组在设计滑动表面是组合的。因此，滑动表面规定错误数组为： （5）系数和是从模式极点和得出： （6）同样系统输出模式轨迹存在与滑动表面，连续控制s(e)=0也叫等价控制和可以取代非定义非连续控制在非连续边界中使得系统轨迹遵循s(e)=0。直到系统轨迹在滑动模式中是连续的，其在（）中的描绘必须是可辨认的。这就意味着时间导数s(e)在（）中必须平衡到零； （7） （8） 取代（8）到（7）为： （9） 进一步，取代状态等式从（2）到（9）里： （10） 这就允许从（10）等价控制 ？ 可以改写成： （11） 所以，他取决于数组。 滑动模式控制能够是系统前进而且保持在滑动层面；满足达到而且滑动的条件： （12） k是正的常数，以便系统诡计达到滑动层面在有效的时间内。因此，基于（11），为了输出反馈滑动模式控制我们定义控制输入u为： （13） （14） （15） （16）而且： 从（15）中，一个量，因此，（16）式。这证实在（12）参数达到和滑动条件以用来输出反馈模式控制器的计划。 知道控制规律如（13）中给出是非连续的滑动层面，它给出了在轨迹跟踪过程中的振动的增长。因此，饱和作用参数在滑动层次是被采用来取代寻找功能参数在（14）中定义的： （17） 控制器在（13）可以改写成： （18） 输出反馈滑动模式控制的闭环图表如图4。到系统状态功能的最大振动非连续函数通常为未知或错误的。设计参量Q在（18）中是基于能量表示而被调整过的： （19） 为了保持控制错误的最小。 4.输出反馈高命令的滑动方式控制 滑动的表面在(5)方面采用和为了组建滑动的输出反馈方式控制器。 在实际中直到只飞高度错误可以测量，第一和 第二次区别使用e代替直接测量和。.因此，一个带着强大的微分器滑动方式控制器的高命令是为飞行提出的 高度控制。 使用高命令滑动方式降低导数的输出要求，强大的微分器用有限的产生精确的集中函数。 4.1 3项命令滑动方式控制器 考虑到系统中在（1）中的有关3项，一个3项滑动方式控制器设计被采用。 控制目的是消除飞行高度错误，因此，滑动的表面被定义作为： （20）随着滑动的表面，一种代替类型3 项命令滑动方式控制一般形式为有关3项系统可以被写作为 7: （21）的位置的确定的常数.因此，使用(21)只能得知当精确的模型没被要求时，系统的数值被提前需要。 因此， 信息需要完全电流值？ . 在(21)，被要求的时间导数可以被各种各样的微分器评估 10和 11. 修改(21)， 确定滑动起的作用 12: （22） （23）是正的常数。使用（22）和（23），然后（21）变为3项输出反馈滑动模式控制器表示为： （24）是正的常数。进而，（24）可以改写成： （25）和 （26）4.2 强微分器 执行上述控制器在（24）中我们期望得到连续系数和的数值。因此，就希望得到强微分器来分析连续电压值。A 一般形式的强微分器任意形式可以有13得到： （27） 由是由输入和估算的连续常数。使用（27），（24）中的控制输入可以改写成： （28）强微分器可改写成： （29） （30）滑动功能函数？ 可以写成： （31）4.3 4项滑动模式控制 为了消除振动，由7可以证明连续时间导数介入新的从属变量和新的输入完全变量达到完全控制系统模式。控制输入的的数式 ？的平滑功能时间当 a(r-k-1) 时，一lipschitz功能当kr，而有穷的无限频率配电时间功能当k=r-1 。当然，为了是一般的无穷频率查询器高于平滑输入控制，四项滑动模式控制被设计成变更典型系统为： （32）精确输入控制 u为新的典型控制系统在更高阶的函数度在（32）中和新的输入四项滑动模式输入控制可改写为： （34）强微分器在（27）中可以提供如4.2章节的主要相似处理三项滑动模式控制器。5飞行高度控制模拟5.1稳固的微分器第3命令的滑动方式控制 使用稳固的微分器即(29)和(30)在第3 预订滑动方式控制器，(28)，导致台阶反应和滑动功能，用图7a 和技能树型描绘。分别的7d的7 b。可能发现滑动的功能， 象在(20)确定的那样，(22)，(23)，以及(26)，的确集中于零。当把稳固的微分器用于派生的价值时，跟踪的能力根本不降低。 为了用稳固的微分器证实目前的控制人员的稳定性， 一白噪音引入测量飞行高度的错误信号。意义和白噪音的变化是0.0001 和0.1001的高度错误，指标 8 预订的台阶反应带着坚固的微分器滑动方式控制器。因此，这提出的微分器的那些控制器表现不很确实的性质，而另一个变得不稳定。5.2 第4 命令的滑动方式控制 数字9a 描绘台阶反应和图9 实际控制输入u被修改的在(32)的工厂模型和输出反馈第4 项命令输出滑动(33)的方式控制器创建的b。分系数 , 并且 被直接计算。在图9 b的控制输入显示高命令的滑动方式控制能取得顺利的控制输入并且降低噪音。 5.3个飞行高度控制测量的磁盘振动波形 批准被指定的控制人员， 我们执行一飞行高度控制模拟给使用振动替代数据一个近磁道的磁盘的v(t)的PZT(1)的模型。 振动数据使用一双梁激光多普勒震动计给一聚碳酸酯底层基于靠近领域光学磁盘在经常的速度测量为5400 rpm. 磁盘振动的耸立频率是有使用PZT 挠曲机的纱锭电动机速率.同步的90赫兹是PL122.251 物理磁道形成的模式。它的替代朝着弯曲的方向是0-2500 符合0-60V的输入电压。 为了保持在磁盘振动的情况下飞越高度的常量， 这飞行高度控制可以看作轨道跟踪控制任务形成磁盘振动波形v(t)在之间近似,如图10a以便控制等于磁盘振动幅度和飞高度的常量的总数的浮动磁头高度中所示 。 i.e象用图1 描绘的那样的一个近领域的视觉的磁盘的集中的深度。 因此参考输入可以被以表示： （35）使用第3命令滑动模式控制稳固的微分器，
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