【摘要】：現(xiàn)如今科技的不斷發(fā)展及國際環(huán)境的日益多變對平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)穩(wěn)定回路提出了更高要求,不僅需要對其進(jìn)一步提高精度而且需要縮短其產(chǎn)品研制周期。目前平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)穩(wěn)定回路的設(shè)計大多采用串行研究開發(fā)模式,存在因測試手段不夠靈活、人機(jī)交互能力差等導(dǎo)致的研制效率低、周期長等問題。而快速控制原型半實物仿真因其能有效縮短產(chǎn)品研制周期已成為當(dāng)下頗受歡迎的工程研發(fā)手段。因此,本文針對上述問題對平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)穩(wěn)定回路進(jìn)行快速控制原型半實物仿真研究。文中首先在對某型平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)穩(wěn)定回路功能、組成及工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,建立了穩(wěn)定回路模型,后針對模型設(shè)計了PI型模糊控制及超前滯后兩種控制算法,仿真結(jié)果表明算法合理有效,能滿足指標(biāo)要求;然后重點設(shè)計了平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)穩(wěn)定回路快速控制原型半實物仿真系統(tǒng),完成了基于cRIO(Compact RIO)仿真平臺的平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)穩(wěn)定回路半實物仿真系統(tǒng)架構(gòu),其中包括cRIO仿真平臺選型、系統(tǒng)接口梳理、cRIO仿真平臺軟硬件搭建、外圍功率驅(qū)動電路的設(shè)計以及在Labview中進(jìn)行的程序模塊設(shè)計及調(diào)試;最后對本文所設(shè)計快速控制原型半實物仿真系統(tǒng)進(jìn)行了開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)實驗以驗證其功能,實驗結(jié)果表明系統(tǒng)功能實現(xiàn)正常,本課題研究為下一步整個平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)電氣部分的半實物仿真奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ765.43
【圖文】：

(2.5)內(nèi)環(huán)相對于臺體的坐標(biāo)變換如圖2.3所示。圖 2.3 內(nèi)環(huán)相對臺體坐標(biāo)變換圖圖 2.3 中 XzZzYz為臺體坐標(biāo)系，ωxX，ωxZ，ωxY分別為內(nèi)環(huán)坐標(biāo)系下載體角速度引起的沿各軸的絕對分量，可得載體角速度由內(nèi)環(huán)坐標(biāo)系投影到臺體坐標(biāo)系下沿各軸角速度分量為：cos 0 sin cos sin0 1 0sin 0 cos sin coszxX x x xX xX x xY xzxZ xZ xZzxY x x xY xX x xY xω θ θ ω ω θ ω θω ω ωω θ θ ω ω θ ω θ = = + (2.6)設(shè)通過臺體穩(wěn)定回路作用使得臺體軸Zz產(chǎn)生角速度ωθx

環(huán)穩(wěn)定回路作用而補(bǔ)償?shù)慕撬俣圈葃ω 及θbω 為：( )( )b bb b ycos sinsin cos tany bX bZb bX bZ bYθθω ω θ ω θω ω θ ω θ θ ω = + = + (2.9)而要使zZω 為0，則由式(2.8)及式(2.9)可得，由臺體穩(wěn)定回路作用后補(bǔ)償?shù)慕撬俣圈葂ω 為：( ) ( )b b y ysin cos cos sinθ x bX bZ θb bYω = ω θ + ω θ θ + ω +ω θ (2.10)當(dāng)穩(wěn)定回路作用產(chǎn)生的各框架軸轉(zhuǎn)動角速度θbω 、θyω 及θxω 滿足式(2.9)及(2.10)時，載體角運(yùn)動就能被平臺系統(tǒng)建立的環(huán)架結(jié)構(gòu)隔離而使平臺本體穩(wěn)定在慣性空間，即建立起導(dǎo)航系。2.3 穩(wěn)定回路組成及工作原理對穩(wěn)定回路功能進(jìn)行分析后下面對穩(wěn)定回路組成及工作原理進(jìn)行說明。平臺系統(tǒng)的三個軸，臺體軸、內(nèi)環(huán)軸和外環(huán)軸在軸端干擾力矩的作用下保持穩(wěn)定。這樣，平臺系統(tǒng)就有三條穩(wěn)定回路，各條穩(wěn)定回路的組成如圖 2.4 所示。

Cm為力矩電機(jī)常數(shù)，i通電導(dǎo)線中的電流。知在結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，直流力矩電機(jī)輸出力矩與控況中，在控制電流接近零附近一定范圍而不等于零為零，即形成死區(qū)。引起這種現(xiàn)象的因素主要是電矩。這類有害力矩主要包括以下幾個方面：機(jī)各磁極產(chǎn)生相應(yīng)的磁場不對稱導(dǎo)致的沿某極方向的刷與換向片之間摩擦引起的摩擦力矩；子齒槽部分的齒槽效應(yīng)引起的阻尼力矩。力矩引起的死區(qū)無法被消除，只能被抑制，通常可減小電機(jī)電刷施加在換向片上的壓力及增加齒的數(shù)目平臺系統(tǒng)穩(wěn)定回路各組成環(huán)節(jié)的分析可知，平臺系框架的各個軸，即臺體軸、內(nèi)環(huán)軸、外環(huán)軸，而且架可以視為相互獨(dú)立，因此本文后續(xù)以臺體軸穩(wěn)定行研究。 軸)為研究對象，其對應(yīng)穩(wěn)定回路的工作原理示意圖

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭辛;楊林;;導(dǎo)航、定位與授時技術(shù)綜述[J];導(dǎo)航定位與授時;2014年01期

2 馬慧敏;章惠君;;導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)快速原型設(shè)計技術(shù)[J];電光與控制;2012年05期

3 王建鋒;張?zhí)旌?朱晨_g;;基于Matlab的航空發(fā)動機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制算法快速開發(fā)[J];測控技術(shù);2012年02期

4 章惠君;郭雯雯;;制導(dǎo)控制系統(tǒng)快速原型技術(shù)研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2010年04期

5 郭立東;談?wù)穹?李光春;張勤拓;;慣性平臺穩(wěn)定回路基于Backstepping的動態(tài)滑�？刂�(英文)[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2010年03期

6 李鵬;孟衛(wèi)鋒;陳利超;李朕;;模糊控制在平臺穩(wěn)定回路系統(tǒng)中的研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2010年05期

7 賈琳;孟衛(wèi)鋒;;自抗擾控制器在慣性平臺穩(wěn)定回路中的應(yīng)用[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2009年05期

8 楊蒲;李奇;;陀螺穩(wěn)定平臺自適應(yīng)分層滑模速度控制[J];兵工學(xué)報;2008年07期

9 魏宗康,徐強(qiáng),夏剛,楊雨;平臺穩(wěn)定回路H_∞魯棒控制設(shè)計[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2001年03期

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1 李安梁;浮球式慣導(dǎo)平臺設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

2 戴筱妍;車輛動力傳動綜合控制系統(tǒng)設(shè)計方法及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2014年

3 李慶春;新型PID模糊控制器的結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2010年

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1 丁東;無人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)快速控制原型技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

2 張浩;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的慣性平臺系統(tǒng)自適應(yīng)溫度控制方法研究[D];中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院;2016年

3 丁旭;動力傳動一體化快速控制原型平臺開發(fā)[D];北京理工大學(xué);2015年

4 吳釗君;慣性平臺穩(wěn)定回路的雙冗余設(shè)計與實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

5 晏江華;基于dSPACE的汽車電控系統(tǒng)半實物仿真測試技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

6 陸泉望;小型無人機(jī)控制與仿真環(huán)境快速原型設(shè)計技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

7 趙現(xiàn)強(qiáng);平臺式陸用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中控制回路的設(shè)計及實現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

8 單勇;實時半實物仿真平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

9 馮子龍;陀螺平臺的穩(wěn)定回路設(shè)計[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

10 賈福利;平臺穩(wěn)定回路數(shù)字控制器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號：2801580