本文關(guān)鍵詞：機(jī)載兩維位置穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　出處：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 機(jī)載穩(wěn)定平臺 干擾觀測器 前饋控制 FPGA

【摘要】：關(guān)于機(jī)載穩(wěn)定平臺的研究近年來在國內(nèi)外發(fā)展迅速,主要應(yīng)用于飛行器和艦船上的前/下/側(cè)視目標(biāo)探測系統(tǒng)、導(dǎo)彈與動能武器的精確導(dǎo)引系統(tǒng)等。穩(wěn)定跟蹤平臺的主要功能是在精確跟蹤目標(biāo)的同時消除載體擾動的影響,以保證對目標(biāo)的穩(wěn)定準(zhǔn)確跟蹤。當(dāng)平臺的機(jī)械機(jī)構(gòu)和硬件系統(tǒng)確定后,伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)劣直接決定了穩(wěn)定平臺的性能,因此穩(wěn)定與跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)成為機(jī)載穩(wěn)定平臺的核心關(guān)鍵技術(shù)。本文以機(jī)載二維位置穩(wěn)定平臺為研究對象,對平臺的穩(wěn)定機(jī)理和控制系統(tǒng)模型進(jìn)行分析,將干擾觀測器引入穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了基于FPGA的嵌入式硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。論文圍繞機(jī)載天線穩(wěn)定平臺的跟蹤伺服控制系統(tǒng),主要進(jìn)行了以下幾方面研究工作。1.介紹了兩維位置穩(wěn)定平臺的結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了載機(jī)和各框架轉(zhuǎn)動系統(tǒng)參考系,推導(dǎo)出了穩(wěn)定平臺運(yùn)動學(xué)模型,分析了載體角速度對天線指向的影響,并給出了速率穩(wěn)定時方位框架、俯仰框架的轉(zhuǎn)動補(bǔ)償角速率,為后續(xù)天線穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)地面、載機(jī)、天線之間的坐標(biāo)系變換關(guān)系,推導(dǎo)出了當(dāng)空間目標(biāo)位置發(fā)生變化時天線穩(wěn)定平臺的方位跟蹤指令角和俯仰跟蹤指令角。對平臺各軸控制系統(tǒng)進(jìn)行建模,分析了影響平臺穩(wěn)定精度的因素,對天線穩(wěn)定平臺的性能要求進(jìn)行了論述。2.由于速度穩(wěn)定回路作為伺服系統(tǒng)的內(nèi)回路,是實(shí)現(xiàn)高精度穩(wěn)定和跟蹤的基礎(chǔ),因此對速度穩(wěn)定回路的輸入輸出關(guān)系進(jìn)行了分析,指出了載機(jī)擾動和外力矩干擾是影響平臺穩(wěn)定精度的重要因素。從平臺控制系統(tǒng)整體對平臺的隔離度進(jìn)行了研究,明確了速度環(huán)和位置環(huán)的功能。提出了基于干擾觀測器的速度穩(wěn)定回路控制方法,來抑制外界干擾對穩(wěn)定精度的影響。分析了干擾觀測器的原理,對低通濾波器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論。在單速度環(huán)控制系統(tǒng)中引入干擾觀測器并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明干擾觀測器可以有效地抑制摩擦等干擾力矩和載機(jī)擾動的影響。針對位置跟蹤回路中PID等反饋控制器的性能受限于目標(biāo)識別的時間和精度的問題,提出了引入前饋的PID控制器,并通過仿真分析證明該方法能夠有效的提高跟蹤精度。3.以SX95T為核心器件進(jìn)行初步硬件電路設(shè)計(jì),給出了陀螺和編碼器數(shù)據(jù)采集問題的解決辦法,以及控制算法在FPGA中實(shí)現(xiàn)的具體方法。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1349968