本文以空間動態(tài)角度的測量為研究背景,重點研究了用于動態(tài)角度測量的光電跟蹤平臺的控制方法,分析了國內(nèi)外光電跟蹤平臺控制方法。針對光電跟蹤平臺跟蹤控制中存在的跟蹤環(huán)輸出延時問題,提出了基于輸出延時觀測器的跟蹤位置環(huán)控制方法。針對光電跟蹤平臺的穩(wěn)定控制中存在的單速度環(huán)控制穩(wěn)定性差問題,引入了基于卡爾曼濾波的雙速度環(huán)視軸穩(wěn)定控制方法。對控制和跟蹤方法進行了仿真分析和實驗驗證,取得了一些研究成果,對于光電跟蹤技術(shù)和空間動態(tài)角度測量技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義。首先,分析國內(nèi)外光電跟蹤平臺控制技術(shù)和動態(tài)角度測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀,根據(jù)角度測量的要求分析了角度測量光電跟蹤平臺性能指標(biāo)。其次,光電跟蹤平臺控制過程中,傳統(tǒng)的PID控制易受外界干擾和內(nèi)環(huán)帶寬的影響,導(dǎo)致光電平臺的整體控制精度降低。引入了位置環(huán)的變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)控制方法,設(shè)計了位置環(huán)變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)控制器,提高了位置環(huán)的抗擾動能力和調(diào)節(jié)率。針對電視跟蹤器存在的輸出延時導(dǎo)致跟蹤環(huán)不穩(wěn)定的問題,提出了基于延時觀測器的變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)跟蹤環(huán)控制,減小了輸出延時對系統(tǒng)的影響。然后,針對單速度環(huán)控制對于抗干擾性能較差增加了以速率陀螺為測... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展
        1.2.1 光電跟蹤平臺控制研究現(xiàn)狀
        1.2.2 動態(tài)角度測量研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
    1.4 課題來源及創(chuàng)新點
第二章 光電跟蹤平臺系統(tǒng)分析
    2.1 光電跟蹤平臺整體分析
    2.2 光電跟蹤平臺主要性能指標(biāo)及理論分析
        2.2.1 光電跟蹤平臺主要性能指標(biāo)
        2.2.2 光電跟蹤平臺性能指標(biāo)理論分析
    2.3 光電跟蹤平臺各部分組成
        2.3.1 伺服控制系統(tǒng)組成
        2.3.2 電視跟蹤系統(tǒng)組成
    2.4 光電跟蹤平臺部分數(shù)學(xué)模型
        2.4.1 永磁同步電機矢量控制模型
        2.4.2 PWM模塊的數(shù)學(xué)模型
        2.4.3 電視跟蹤器的模型
    2.5 本章小結(jié)
第三章 光電跟蹤平臺位置環(huán)控制
    3.1 伺服控制回路的PID控制
        3.1.1 電流環(huán)和速度環(huán)的PID控制
        3.1.2 位置環(huán)的PID控制
        3.1.3 光電平臺系統(tǒng)PID控制仿真
    3.2 光電跟蹤平臺位置環(huán)的變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)控制
        3.2.1 變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)控制理論
        3.2.2 光電跟蹤平臺位置環(huán)變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計
        3.2.3 光電跟蹤平臺位置環(huán)變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)控制仿真
    3.3 基于輸出延時觀測器的變飽和狀態(tài)柔性變結(jié)構(gòu)跟蹤環(huán)控制
        3.3.1 跟蹤系統(tǒng)輸出延時描述
        3.3.2 輸出延時觀測器的設(shè)計
        3.3.3 光電跟蹤平臺跟蹤環(huán)輸出延時觀測器的仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 光電跟蹤平臺視軸穩(wěn)定雙速度環(huán)控制
    4.1 光電跟蹤平臺視軸穩(wěn)定技術(shù)
        4.1.1 視軸穩(wěn)定的影響因素
        4.1.2 視軸穩(wěn)定方法
    4.2 光電跟蹤平臺的雙速度環(huán)控制
        4.2.1 穩(wěn)定環(huán)回路組成
        4.2.2 陀螺穩(wěn)定原理
        4.2.3 單速度環(huán)和雙速度環(huán)控制方法仿真對比
    4.3 基于卡爾曼濾波的光電跟蹤平臺穩(wěn)定環(huán)控制
        4.3.1 卡爾曼濾波器設(shè)計
        4.3.2 基于卡爾曼濾波的光電跟蹤平臺穩(wěn)定環(huán)控制仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 光電跟蹤平臺實驗及測角應(yīng)用
    5.1 角度測量原理
        5.1.1 角度測量過程概述
        5.1.2 平面角度測量原理
        5.1.3 空間角度測量原理
    5.2 視頻目標(biāo)多尺度跟蹤
        5.2.1 位置濾波器的實現(xiàn)
        5.2.2 尺度濾波器的實現(xiàn)
        5.2.3 數(shù)據(jù)集測試結(jié)果
    5.3 電跟蹤平臺跟蹤控制實驗
    5.4 角度測量實驗平臺的搭建及實驗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]大間距空間角度測量技術(shù)進展及分析[J]. 吳浩,張勇,王偉明,佀明華,李欣,范磊.  激光與紅外. 2018(02)
[2]基于物體表面形貌的單相機視覺位姿測量方法[J]. 關(guān)印,王向軍,陰雷,萬子敬.  光電工程. 2018(01)
[3]美軍新型機載光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)工作原理分析[J]. 陳健,王偉國,劉廷霞,張振東.  中國光學(xué). 2017(06)
[4]艦載光電經(jīng)緯儀視軸穩(wěn)定雙速度環(huán)串級控制[J]. 鄭天涯,高慧斌.  計算機仿真. 2017(03)
[5]雙速度環(huán)在諧波傳動中的應(yīng)用分析[J]. 蔡華祥,黃永梅,王強,杜俊峰,左丹.  光電工程. 2016(07)
[6]大尺寸空間角測量技術(shù)進展及其分析[J]. 陳志斌,肖文健,馬東璽,劉先紅,肖程,秦夢澤.  應(yīng)用光學(xué). 2016(03)
[7]陀螺穩(wěn)定平臺擾動的自抗擾及其濾波控制[J]. 叢爽,孫光立,鄧科,尚偉偉,沈宏海.  光學(xué)精密工程. 2016(01)
[8]雙目立體視覺動態(tài)角度測量方法[J]. 郭繼平,李阿蒙,于冀平,宋濤,伍沛剛.  中國測試. 2015(07)
[9]采用傾角傳感器實現(xiàn)空間旋轉(zhuǎn)角度測量的解析方法研究[J]. 曹建安,張樂平,吳昊,王亮,苗勵文.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2013(10)
[10]面向大型飛機裝配的組合式大尺寸測量系統(tǒng)[J]. 丁力平,陳文亮,盧鵠.  航空制造技術(shù). 2013(13)

博士論文
[1]機載光電平臺伺服系統(tǒng)穩(wěn)定與跟蹤控制技術(shù)的研究[D]. 謝瑞宏.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2017
[2]機載光電穩(wěn)定平臺的分數(shù)階控制研究[D]. 丁策.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2013
[3]機載光電對抗穩(wěn)定平臺目標(biāo)跟蹤干擾技術(shù)研究[D]. 石利霞.長春理工大學(xué) 2009
[4]陀螺穩(wěn)定光電跟蹤平臺伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 姬偉.東南大學(xué) 2006
[5]多框架光電平臺控制系統(tǒng)研究[D]. 畢永利.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2004
[6]機載光電平臺的穩(wěn)定與跟蹤伺服控制技術(shù)研究[D]. 王連明.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2002

碩士論文
[1]機載光電平臺控制系統(tǒng)研究[D]. 李濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[2]車載光電平臺穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)計研究[D]. 田艷紅.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3652670