陀螺穩(wěn)定吊艙是一種集光、機(jī)、電為一體的綜合光電探測設(shè)備,具有跟蹤精度高、實(shí)時(shí)性好、圖像顯示清晰和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在軍用和民用工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。視軸穩(wěn)定精度作為衡量其性能的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo),視軸穩(wěn)定精度越高,光電探測設(shè)備成像越清晰,信息獲取越準(zhǔn)確。然而吊艙在實(shí)際工作環(huán)境中,載體飛行姿態(tài)的變化、機(jī)械振動(dòng)、氣流擾動(dòng)以及吊艙內(nèi)部的摩擦力矩、線繞力矩、質(zhì)量不平衡力矩等因素均會對成像的清晰度以及目標(biāo)的定位精度和探測距離產(chǎn)生影響。因此,如何提高系統(tǒng)對這些內(nèi)部、外部的非線性、不確定性擾動(dòng)的抑制能力,是提高陀螺穩(wěn)定吊艙視軸穩(wěn)定精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文從提高陀螺穩(wěn)定吊艙的穩(wěn)定精度和擾動(dòng)抑制能力出發(fā),以研制的兩軸兩框架陀螺穩(wěn)定吊艙原理樣機(jī)為研究對象,分別從陀螺穩(wěn)定吊艙工作原理及組成、系統(tǒng)參數(shù)辨識與建模、光纖陀螺信號分析與濾波、擾動(dòng)信號抑制與補(bǔ)償?shù)葞讉�(gè)方面開展了深入研究。論文完成的主要工作和創(chuàng)新如下:1、首先介紹了陀螺穩(wěn)定吊艙的總體結(jié)構(gòu)、主要功能及軟硬件組成,并在此基礎(chǔ)上研究了陀螺穩(wěn)定吊艙的四種工作模式。根據(jù)兩軸陀螺穩(wěn)定吊艙隔離載機(jī)角運(yùn)動(dòng)的原理,系統(tǒng)分析了影響視軸穩(wěn)定精度的線性、非線性、不確定性因素及干...

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外陀螺穩(wěn)定吊艙的發(fā)展概況
    1.3 陀螺穩(wěn)定技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 陀螺信號處理研究現(xiàn)狀
        1.3.2 陀螺穩(wěn)定吊艙視軸穩(wěn)定控制研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 陀螺穩(wěn)定吊艙系統(tǒng)分析與建模
    2.1 陀螺穩(wěn)定吊艙組成及工作原理
        2.1.1 陀螺穩(wěn)定吊艙結(jié)構(gòu)與組成
        2.1.2 陀螺穩(wěn)定吊艙工作方式
    2.2 陀螺穩(wěn)定吊艙隔離載體角運(yùn)動(dòng)原理
    2.3 陀螺穩(wěn)定吊艙精度影響因素分析
        2.3.1 建模誤差干擾
        2.3.2 力矩干擾
        2.3.3 載體姿態(tài)干擾
    2.4 陀螺穩(wěn)定吊艙伺服系統(tǒng)模型分析
        2.4.1 電機(jī)及框架模型
        2.4.2 速率陀螺模型
        2.4.3 PWM功率放大模型
        2.4.4 電流環(huán)的設(shè)計(jì)與分析
        2.4.5 視軸穩(wěn)定回路模型
    2.5 本章小結(jié)
第三章 光纖陀螺信號誤差時(shí)域分析與濾波算法研究
    3.1 光纖陀螺儀的工作原理
    3.2 光纖陀螺零漂信號時(shí)域分析
        3.2.1 Allan方差的基本原理
        3.2.2 光纖陀螺的隨機(jī)噪聲來源及特性分析
    3.3 光纖陀螺信號數(shù)字濾波方法
        3.3.1 Kalman濾波用于陀螺信號處理
        3.3.2 小波變換濾波用于陀螺信號處理
        3.3.3 跟蹤微分濾波用于陀螺信號處理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 陀螺穩(wěn)定吊艙的分?jǐn)?shù)階控制方法研究
    4.1 分?jǐn)?shù)階微積分定義及性質(zhì)
        4.1.1 基本函數(shù)
        4.1.2 分?jǐn)?shù)階微積分定義
        4.1.3 分?jǐn)?shù)階微積分性質(zhì)
    4.2 分?jǐn)?shù)階控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 分?jǐn)?shù)階控制器描述
        4.2.2 分?jǐn)?shù)階控制器分類
        4.2.3 分?jǐn)?shù)階控制器參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響
    4.3 分?jǐn)?shù)階微積分算子的數(shù)值化實(shí)現(xiàn)
    4.4 基于向量法的分?jǐn)?shù)階控制器參數(shù)整定方法
    4.5 分?jǐn)?shù)階控制器在視軸穩(wěn)定系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)分析
        4.5.1 仿真研究
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)研究
    4.6 本章小結(jié)
第五章 陀螺穩(wěn)定吊艙擾動(dòng)觀測方法研究
    5.1 擾動(dòng)的主動(dòng)抑制原理
    5.2 采用干擾觀測器的高精度視軸穩(wěn)定算法
    5.3 采用自抗擾控制的高精度視軸穩(wěn)定算法
        5.3.1 自抗擾控制器的組成
        5.3.2 降階擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
        5.3.3 含有測量噪聲的擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
        5.3.4 自抗擾控制器的參數(shù)整定方法
    5.4 擾動(dòng)觀測器在視軸穩(wěn)定系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)分析
        5.4.1 仿真研究
        5.4.2 實(shí)驗(yàn)研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 陀螺穩(wěn)定吊艙分?jǐn)?shù)階擾動(dòng)觀測方法研究
    6.1 分?jǐn)?shù)階干擾觀測器
    6.2 分?jǐn)?shù)階自抗擾控制器
        6.2.1 分?jǐn)?shù)階跟蹤微分器
        6.2.2 分?jǐn)?shù)階擴(kuò)張狀態(tài)觀測器
        6.2.3 降階分?jǐn)?shù)階擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
        6.2.4 含有測量噪聲的分?jǐn)?shù)階擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
    6.3 分?jǐn)?shù)階擾動(dòng)觀測控制器在視軸穩(wěn)定系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)分析
        6.3.1 仿真研究
        6.3.2 實(shí)驗(yàn)研究
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間的科研成果



本文編號：3785053