本文關(guān)鍵詞：艦載穩(wěn)定平臺高精度伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著光電監(jiān)視、跟蹤、偵察系統(tǒng)在軍事上的廣泛應(yīng)用,系統(tǒng)的要求不斷提高,對光學(xué)圖像的穩(wěn)定要求也日趨嚴(yán)格。圖像不穩(wěn)定的實(shí)質(zhì)是系統(tǒng)的光軸與目標(biāo)之間有相對運(yùn)動(dòng),包括平移和角運(yùn)動(dòng),其中相對角運(yùn)動(dòng)對圖像的影響尤為嚴(yán)重。造成瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的光軸與目標(biāo)之間的運(yùn)動(dòng)有兩種情況:一種是目標(biāo)的運(yùn)動(dòng),一種是載體的運(yùn)動(dòng)。由于穩(wěn)像系統(tǒng)一般都只考慮隔離載體的角運(yùn)動(dòng),因此穩(wěn)像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要采用光學(xué)和電子學(xué)結(jié)合的伺服控制方法。 本論文重點(diǎn)論述了某艦載光電跟蹤儀在提高穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定精度的研究。本文首先針對艦載穩(wěn)定平臺系統(tǒng)進(jìn)行了原理分析和硬件設(shè)計(jì),提出影響系統(tǒng)穩(wěn)定精度的原因,并依據(jù)該原因指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì),在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,重點(diǎn)對該系統(tǒng)的機(jī)械諧振、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行了分析和研究,在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,采用了基于DSP運(yùn)動(dòng)控制模塊的雙速度環(huán)轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)。其次根據(jù)陀螺穩(wěn)定平臺的結(jié)構(gòu)配置和動(dòng)力學(xué)理論,利用空間坐標(biāo)系映射變換關(guān)系推導(dǎo)隔離載體擾動(dòng)的視軸慣性穩(wěn)定方程,給出在運(yùn)動(dòng)載體上跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)面臨的穩(wěn)定防搖和跟蹤問題的解決方法;建立陀螺穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,對視軸穩(wěn)定精度和跟蹤精度的各種影響因素進(jìn)行分析,為控制方法的研究和實(shí)施提供理論基礎(chǔ)。對陀螺儀輸出漂移誤差和噪聲的有效抑制首先采用Allan方差法對光纖陀螺信號漂移誤差和噪聲進(jìn)行時(shí)域分析。根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和實(shí)時(shí)性要求,有針對性的采用小波變換閾值濾波對陀螺信號進(jìn)行處理。在對光電跟蹤系統(tǒng)中瞄準(zhǔn)線視軸穩(wěn)定回路所采用的速率陀螺單速度環(huán)伺服控制結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,提出了一種采用直流測速機(jī)為電機(jī)轉(zhuǎn)速測量反饋元件構(gòu)成模擬速度內(nèi)環(huán),利用速率陀螺的“空間測速機(jī)”功能組成數(shù)字穩(wěn)定外環(huán)的雙速度環(huán)串級控制結(jié)構(gòu)。通過一系列設(shè)計(jì)方案的采用找出提高艦載穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定精度的途徑。
【關(guān)鍵詞】：穩(wěn)定平臺 陀螺 伺服控制 穩(wěn)定精度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：U675.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究的目的和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究的主要工作和重點(diǎn)13-14
• 第2章 光電穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)14-31
• 2.1 光電穩(wěn)定系統(tǒng)的組成以及功能14-15
• 2.2 光電穩(wěn)定系統(tǒng)的工作原理15-19
• 2.3 艦載光電穩(wěn)定系統(tǒng)性能指標(biāo)要求19
• 2.4 艦載穩(wěn)定平臺系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)19-31
• 2.4.1 轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)20-21
• 2.4.2 穩(wěn)定跟蹤轉(zhuǎn)臺機(jī)械結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)21-26
• 2.4.3 基于DSP運(yùn)動(dòng)控制模塊的轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)26-31
• 第3章 視軸穩(wěn)定隔離方程建模31-48
• 3.1 雙軸陀螺慣性平臺隔離載體角運(yùn)動(dòng)方程建立31-37
• 3.1.1 雙軸陀螺慣性穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)配置31-32
• 3.1.2 空間坐標(biāo)系符號及相關(guān)參數(shù)規(guī)定32-33
• 3.1.3 隔離載體擾動(dòng)補(bǔ)償方程33-36
• 3.1.4 兩軸穩(wěn)定方案的原理性缺陷36-37
• 3.2 單軸系統(tǒng)各組成部分?jǐn)?shù)學(xué)模型37-43
• 3.2.1 電機(jī)及負(fù)載平臺傳遞函數(shù)37-40
• 3.2.2 PWM功率放大電路傳遞函數(shù)40-41
• 3.2.3 光纖陀螺傳遞函數(shù)41-42
• 3.2.4 電視跟蹤器傳遞函數(shù)42
• 3.2.5 視軸穩(wěn)定回路模型42-43
• 3.2.6 自動(dòng)跟蹤回路模型43
• 3.3 系統(tǒng)總體精度分析和性能要求43-48
• 3.3.1 穩(wěn)定跟蹤精度影響因素分析43-46
• 3.3.2 系統(tǒng)性能要求46-48
• 第4章 光纖陀螺信號誤差分析與濾波研究48-65
• 4.1 陀螺輸出漂移問題的概述48-49
• 4.2 光纖陀螺零漂信號時(shí)域分析49-54
• 4.2.1 陀螺信號的數(shù)學(xué)模型49-50
• 4.2.2 陀螺信號噪聲的Allan方差時(shí)域分析50-54
• 4.3 光纖陀螺信號數(shù)字濾波算法54-60
• 4.3.1 滑動(dòng)濾波用于陀螺信號處理55-56
• 4.3.2 FLP自適應(yīng)濾波用于陀螺信號處理56-58
• 4.3.3 小波變換閾值濾波用于陀螺信號處理58-60
• 4.4 陀螺漂移信號實(shí)驗(yàn)效果與統(tǒng)計(jì)分析60-65
• 第5章 瞄準(zhǔn)線視軸穩(wěn)定控制性能分析65-76
• 5.1 雙速度環(huán)控制結(jié)構(gòu)及性能分析65-71
• 5.1.1 抗干擾性分析66-69
• 5.1.2 魯棒性能分析69-70
• 5.1.3 響應(yīng)性能分析70-71
• 5.1.4 非線性補(bǔ)償說明71
• 5.2 非線性加速度阻尼補(bǔ)償71-73
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析73-74
• 5.4 系統(tǒng)性能參數(shù)測試74-76
• 結(jié)論76-78
• 論文工作總結(jié)76
• 論文主要研究成果總結(jié)如下76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果82-83
• 致謝83-84
• 個(gè)人簡歷84

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳晗平;胡大軍;吳晶;黃俊斌;黃璐;;艦載光電跟蹤伺服系統(tǒng)的建模與仿真[J];武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào);2012年07期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董巖;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)載三軸穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)算法應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 夏旭;船用穩(wěn)定平臺運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 韓夢嘉;基于XPC環(huán)境的兩軸穩(wěn)定平臺控制策略研究[D];大連海事大學(xué);2010年

3 馬海龍;船用激光測距儀穩(wěn)定平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

4 劉翔;艦載光電跟蹤視軸穩(wěn)定技術(shù)[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

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本文編號：338980