本文關(guān)鍵詞：機(jī)載相機(jī)穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 在航測(cè)、偵察、公安消防、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中,陀螺穩(wěn)定平臺(tái)得到了廣泛的應(yīng)用。在航空拍攝時(shí),穩(wěn)定平臺(tái)能隔離載機(jī)的振動(dòng),提高航拍的質(zhì)量。機(jī)載相機(jī)陀螺穩(wěn)定平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)兩大功能:一是使相機(jī)視軸相對(duì)慣性空間保持穩(wěn)定,二是保證相機(jī)視軸按規(guī)律跟蹤指定航道。為實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)主要功能,本文作了如下幾點(diǎn)研究: 1)根據(jù)實(shí)際情況選擇了伺服系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu):在穩(wěn)定回路中,根據(jù)系統(tǒng)中干擾的注入點(diǎn)不同,采用了雙速度環(huán)形式的串級(jí)控制結(jié)構(gòu);在跟蹤回路中,采用水平測(cè)試儀作為空間角位移測(cè)量元件構(gòu)成伺服系統(tǒng)的位置環(huán)。 2)在對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行建模的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)數(shù)學(xué)模型,然后根據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定指標(biāo)要求,對(duì)穩(wěn)定環(huán)進(jìn)行了綜合校正,得到了滿意的控制效果。 3)在伺服跟蹤回路中引入了將智能控制算法和常規(guī)PID控制算法相結(jié)合的智能PID控制器,并分別對(duì)常規(guī)PID控制器和智能PID控制器進(jìn)行了仿真,證明了智能PID控制算法在跟蹤回路中的優(yōu)勢(shì)。 4)以數(shù)字伺服系統(tǒng)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了以DSP為核心器件的硬件電路,為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)提供了硬件平臺(tái)。
【關(guān)鍵詞】：穩(wěn)定平臺(tái) 雙速度環(huán) 系統(tǒng)建模 智能PID控制器 DSP
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：V245.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 機(jī)載相機(jī)穩(wěn)定平臺(tái)的研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外穩(wěn)定平臺(tái)的研究狀況9-10
• 1.3 穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)中采用的控制策略10-11
• 1.4 穩(wěn)定伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)11-12
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排12-13
• 2 穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及重要器件的選取13-25
• 2.1 雙軸穩(wěn)定平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理13-16
• 2.1.1 雙軸穩(wěn)定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)13-14
• 2.1.2 雙軸穩(wěn)定平臺(tái)隔離角運(yùn)動(dòng)分析14-16
• 2.2 影響穩(wěn)定平臺(tái)性能的主要因素16-18
• 2.3 基于DSP運(yùn)動(dòng)控制模塊的穩(wěn)定平臺(tái)伺服控制系統(tǒng)18-20
• 2.3.1 伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.3.2 視軸穩(wěn)定方案的選擇19-20
• 2.4 雙軸穩(wěn)定平臺(tái)的擺動(dòng)方案和性能指標(biāo)20-21
• 2.4.1 雙軸穩(wěn)定平臺(tái)擺動(dòng)方案20-21
• 2.4.2 雙軸穩(wěn)定平臺(tái)的主要技術(shù)指標(biāo)21
• 2.5 伺服系統(tǒng)主要器件的選取21-24
• 2.5.1 執(zhí)行電機(jī)的選取21-22
• 2.5.2 轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置的選取22-23
• 2.5.3 陀螺裝置的選取23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 3 穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)硬、軟件設(shè)計(jì)25-38
• 3.1 微處理器及外圍電路模塊25-28
• 3.1.1 DSP時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)26-27
• 3.1.2 DSP外接SRAM電路設(shè)計(jì)27
• 3.1.3 JTAG接口電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.2 穩(wěn)定平臺(tái)角速度信號(hào)采集模塊28-30
• 3.2.1 AD芯片的選擇28-29
• 3.2.2 陀螺信號(hào)低通濾波及阻抗匹配電路設(shè)計(jì)29
• 3.2.3 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)29-30
• 3.3 穩(wěn)定平臺(tái)位置信號(hào)采集模塊30
• 3.4 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊30-32
• 3.5 電源模塊32-34
• 3.5.1 DSP電源設(shè)計(jì)32-33
• 3.5.2 電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.6 伺服驅(qū)動(dòng)器模塊34-36
• 3.7 硬件部分的抗干擾設(shè)計(jì)36-37
• 3.8 伺服系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)37
• 3.9 本章小結(jié)37-38
• 4 基于工程設(shè)計(jì)法的伺服驅(qū)動(dòng)器建模與仿真38-49
• 4.1 數(shù)學(xué)建模的方法及作用38
• 4.2 直流調(diào)速系統(tǒng)主要組成部分的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)計(jì)算38-41
• 4.2.1 電流反饋、濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)39
• 4.2.2 轉(zhuǎn)速反饋、濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)39-40
• 4.2.3 PWM功率放大電路傳遞函數(shù)40
• 4.2.4 力矩電機(jī)及穩(wěn)定平臺(tái)主要參數(shù)40-41
• 4.3 電流環(huán)的建模與仿真41-44
• 4.3.1 電流環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)的型別分析42
• 4.3.2 電流環(huán)調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)的推導(dǎo)42-43
• 4.3.3 電流環(huán)數(shù)學(xué)模型仿真43-44
• 4.4 轉(zhuǎn)速環(huán)的建模與仿真44-48
• 4.4.1 轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化44-45
• 4.4.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)的推導(dǎo)45-47
• 4.4.3 轉(zhuǎn)速環(huán)數(shù)學(xué)模型仿真47
• 4.4.4 轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù)47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)穩(wěn)定回路的分析與設(shè)計(jì)49-59
• 5.1 穩(wěn)定環(huán)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)目標(biāo)49-50
• 5.1.1 穩(wěn)定環(huán)的控制結(jié)構(gòu)49
• 5.1.2 穩(wěn)定環(huán)的設(shè)計(jì)目標(biāo)49-50
• 5.2 穩(wěn)定環(huán)隔離度分析50-51
• 5.3 穩(wěn)定環(huán)控制器的分析與設(shè)計(jì)51-56
• 5.3.1 未校正時(shí)穩(wěn)定環(huán)的特性51
• 5.3.2 比例校正時(shí)系統(tǒng)的特性51-52
• 5.3.3 穩(wěn)定環(huán)高階校正函數(shù)的設(shè)計(jì)52-54
• 5.3.4 高階校正后穩(wěn)定環(huán)性能測(cè)試及結(jié)果分析54-55
• 5.3.5 加速度補(bǔ)償55-56
• 5.4 綜合校正后的穩(wěn)定環(huán)性能測(cè)試及結(jié)果分析56-58
• 5.4.1 穩(wěn)定環(huán)跟蹤性能測(cè)試57
• 5.4.2 穩(wěn)定環(huán)隔離度測(cè)試57
• 5.4.3 穩(wěn)定環(huán)對(duì)內(nèi)部干擾抑制能力測(cè)試57-58
• 5.4.4 穩(wěn)定環(huán)帶寬測(cè)試58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 6 穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)跟蹤回路的控制算法研究59-72
• 6.1 穩(wěn)定環(huán)數(shù)學(xué)模型的化簡(jiǎn)59-60
• 6.2 PID控制方案60-64
• 6.2.1 常規(guī)PID控制算法60-61
• 6.2.2 數(shù)字PID控制算法61-62
• 6.2.3 PID控制器參數(shù)的整定62-64
• 6.3 智能PID控制算法的研究64-68
• 6.3.1 智能PID算法的控制策略分析64-66
• 6.3.2 智能PID算法的控制規(guī)則實(shí)現(xiàn)66-68
• 6.4 基于智能PID控制器的位置環(huán)仿真分析68-71
• 6.4.1 A航道模式下的回?cái)[角69
• 6.4.2 B航道模式下的回?cái)[角69-70
• 6.4.3 C航道模式下的回?cái)[角70-71
• 6.4.4 航道之間的步進(jìn)角71
• 6.5 本章小結(jié)71-72
• 總結(jié)與展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 附錄77

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 付婷;張礁;楊輝;;基于仿真的航測(cè)相機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];儀器儀表用戶;2012年03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(tái)控制系統(tǒng)算法應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)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10條

1 張興旺;相機(jī)穩(wěn)定平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 郭惜久;水面穩(wěn)定平臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2011年

3 曾奇;高分辨率對(duì)地機(jī)載吊艙穩(wěn)瞄技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2011年

4 蘇盼;陀螺穩(wěn)定吊艙控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及濾波算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

5 宋志遠(yuǎn);激光測(cè)距儀穩(wěn)定平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

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

7 曾s，

本文編號(hào)：258648