本文關(guān)鍵詞：基于船載穩(wěn)定平臺的伺服控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著國防武器裝備水平的發(fā)展,對船海裝備的穩(wěn)瞄、跟蹤能力提出了更高的要求,對高精度、快響應(yīng)穩(wěn)定跟蹤平臺的需求變得越來越為迫切。本文以船載穩(wěn)定平臺為研究對象,針對穩(wěn)定平臺的伺服控制系統(tǒng)展開研究。首先,基于直流力矩電機(jī)建立三閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)模型,根據(jù)系統(tǒng)性能要求,分別設(shè)計電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)和位置環(huán)控制器。設(shè)計滑模切換函數(shù)和滑�？刂破�,使用邊界層法抑制滑�？刂浦械亩秳印７抡娼Y(jié)果驗證了滑�？刂破骶哂休^好的魯棒性,邊界層法對滑模抖動具有顯著的抑制作用。然后,設(shè)計雙軸船載穩(wěn)定平臺伺服控制裝置,包括ARM核心板、控制板、驅(qū)動板、濾波電感等。采用Altium Designer09設(shè)計印制電路板,在KeilμVision5環(huán)境中編寫程序與算法。在Labview環(huán)境中設(shè)計船載穩(wěn)定平臺伺服控制裝置的上位機(jī)程序和界面,包括調(diào)試模塊、分析模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。最后,在單軸轉(zhuǎn)臺和雙軸轉(zhuǎn)臺上分別進(jìn)行實驗研究。PID控制時,在單軸轉(zhuǎn)臺和雙軸轉(zhuǎn)臺上,伺服控制均能達(dá)到靜態(tài)無差要求。對于周期為10s幅度為5°的正弦波跟隨時,單軸轉(zhuǎn)臺最大跟隨誤差約為0.675°,雙軸轉(zhuǎn)臺航向軸最大跟隨誤差約為0.765°,俯仰軸最大跟隨誤差約為0.315°。滑�？刂茣r,單軸轉(zhuǎn)臺伺服控制存在幅度為0.0045°的抖振,對于周期為10s幅度為5°的正弦波跟隨時,其最大跟隨誤差約為0.36°。通過測量模塊獲得了單軸轉(zhuǎn)臺的Stribeck摩擦模型參數(shù)和轉(zhuǎn)動慣量,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：船載穩(wěn)定平臺 伺服控制裝置 PID 滑模控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U674.703
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8
• 1.2 轉(zhuǎn)臺的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 摩擦力矩問題9-11
• 1.2.2 陀螺噪聲問題11-12
• 1.2.3 控制策略分析12-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 直流力矩電機(jī)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計15-25
• 2.1 基于直流力矩電機(jī)的伺服控制系統(tǒng)15-17
• 2.2 伺服控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計17-21
• 2.2.1 電流環(huán)控制器設(shè)計17-18
• 2.2.2 轉(zhuǎn)速環(huán)控制器設(shè)計18-20
• 2.2.3 位置環(huán)控制器設(shè)計20-21
• 2.3 伺服控制系統(tǒng)的SIMULINK仿真21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 伺服控制系統(tǒng)滑�？刂破髟O(shè)計25-35
• 3.1 滑模控制方法簡介25-27
• 3.1.1 滑�？刂评碚摪l(fā)展概況25-26
• 3.1.2 滑�？刂频幕驹砼c設(shè)計方法26-27
• 3.2 伺服控制系統(tǒng)滑�？刂破鞯脑O(shè)計27-31
• 3.2.1 滑模切換函數(shù)的設(shè)計27-30
• 3.2.2 滑模控制器的設(shè)計30-31
• 3.3 邊界層法抑制滑模抖動31-32
• 3.4 滑�？刂破鞯男阅芊治�32-33
• 3.4.1 跟蹤特性分析32-33
• 3.4.2 魯棒性分析33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 第4章 船載穩(wěn)定平臺伺服控制裝置設(shè)計35-52
• 4.1 船載穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)組成35-36
• 4.2 伺服控制裝置設(shè)計36-45
• 4.2.1 ARM核心板設(shè)計36-38
• 4.2.2 驅(qū)動板設(shè)計38-41
• 4.2.3 控制板設(shè)計41-45
• 4.3 伺服控制系統(tǒng)程序設(shè)計45-48
• 4.4 伺服控制系統(tǒng)算法設(shè)計48-50
• 4.4.1 PID控制算法設(shè)計48-50
• 4.4.2 滑�？刂扑惴ㄔO(shè)計50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第5章 伺服控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計與實驗研究52-62
• 5.1 伺服控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計52-55
• 5.1.1 調(diào)試模塊設(shè)計52-54
• 5.1.2 分析模塊設(shè)計54-55
• 5.1.3 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計55
• 5.2 PID算法實驗研究55-60
• 5.2.1 轉(zhuǎn)臺調(diào)試實驗研究55-58
• 5.2.2 Stribeck摩擦模型參數(shù)測量58-59
• 5.2.3 轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動慣量測量59-60
• 5.3 滑�？刂扑惴▽嶒炑芯�60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果70-72
• 致謝72

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1 ;專家談2006年伺服控制的發(fā)展趨勢[J];伺服控制;2006年01期

2 ;技術(shù),是我們不變的追求——寫在2012年最后一期《伺服控制》的寄語[J];伺服控制;2012年08期

3 I M Whiting;可編程伺服控制新方法[J];機(jī)電信息;2001年11期

4 焦念友;“高精度步進(jìn)伺服控制系統(tǒng)新技術(shù)研究”通過鑒定[J];石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年03期

5 翁建元,李樹廣;數(shù)字PID調(diào)節(jié)器在伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];湖南電力;2003年04期

6 周淑軍 ,王曉穎 ,楊東 ,宋曉光;伺服控制系統(tǒng)在傳送鏈條上的應(yīng)用[J];電氣時代;2004年10期

7 章肖明;傅蓉浣;;伺服控制系統(tǒng)在縫紉機(jī)中的應(yīng)用[J];機(jī)電工程;2006年08期

8 本刊編輯部;;祝福 啟程 超越[J];伺服控制;2007年01期

9 涂序彥;;伺服控制的發(fā)展方向與開發(fā)策略[J];伺服控制;2008年01期

10 ;《伺服控制》雜志全面改版 歡迎征訂! 歡迎來稿![J];伺服控制;2008年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 熊運鴻;高為炳;;大系統(tǒng)伺服控制的新選擇:動態(tài)遞階伺服控制[A];1991年控制理論及其應(yīng)用年會論文集（下）[C];1991年

2 潘菊初;;風(fēng)電電動變槳伺服控制系統(tǒng)的研發(fā)[A];中國儀器儀表學(xué)會2008學(xué)術(shù)年會第二屆智能檢測控制技術(shù)及儀表裝置發(fā)展研討會論文集[C];2008年

3 王曉陵;張銳;李文秀;李國義;焦洪柱;;鉆井綜合試驗裝置鉆壓伺服控制系統(tǒng)[A];'2000系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2000年

4 曲蔚然;林巖;劉洛霞;;機(jī)載設(shè)備機(jī)電伺服控制系統(tǒng)的健康管理系統(tǒng)設(shè)計[A];2011航空試驗測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

5 劉志東;朱兆勇;;傾斜導(dǎo)軌上的二級倒立擺的最優(yōu)魯棒伺服控制[A];1994中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];1994年

6 周長義;李清軍;葛文奇;;變結(jié)構(gòu)控制方法在轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馮繼文 摘譯;簡易伺服控制電路[N];電子報;2008年

2 成都 辛然;RF/伺服控制處理集成電路CXA1372AS維修資料[N];電子報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 方強(qiáng);被動式力矩伺服控制系統(tǒng)設(shè)計方法及應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

2 馮石柱;六自由度并聯(lián)液壓伺服機(jī)械手的力覺雙向伺服控制[D];吉林大學(xué);2008年

3 李澤源;基于二自由度理論和內(nèi)模原理的高速高精度伺服控制器綜合設(shè)計方法[D];北京交通大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李賓;汽車零部件道路模擬時域波形復(fù)現(xiàn)控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 楊俊男;仿人眼成像系統(tǒng)焦距伺服控制的研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 劉佳佳;PLC伺服控制系統(tǒng)實現(xiàn)精確定位的設(shè)計與研發(fā)[D];南京師范大學(xué);2013年

4 譚敏;某轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)設(shè)計與功能實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 高陽;基于自抗擾算法的機(jī)械手伺服控制系統(tǒng)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

6 黃敏娣;船載“動中通”衛(wèi)星通信控制系統(tǒng)設(shè)計[D];南京郵電大學(xué);2015年

7 賴文娟;陀螺穩(wěn)定光電平臺伺服控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

8 劉澤;伺服控制系統(tǒng)以太網(wǎng)接口的應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所);2016年

9 舒駿逸;兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京理工大學(xué);2016年

10 張偉同;某轎車動力學(xué)穩(wěn)定性集成制動伺服控制研究[D];吉林大學(xué);2016年

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本文編號：887607