發(fā)布時(shí)間：2023-02-28 17:33

　　艦船在海面上航行時(shí),會(huì)受到海浪、海風(fēng)、洋流等各種海洋擾動(dòng)的作用,從而引起載體產(chǎn)生搖擺、振動(dòng),導(dǎo)致載體上的光學(xué)精密儀器、武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、艦載雷達(dá)和通訊系統(tǒng)由于載體的姿態(tài)擾動(dòng)無法正常工作使用。隨著我國海軍軍事力量的現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展,水面武器裝備的研究越來越重要。因此,水面武器裝備急需解決的一個(gè)問題就是如何克服載體的搖擺、風(fēng)阻力矩及振動(dòng)等干擾影響。穩(wěn)定平臺(tái)是指能夠使被穩(wěn)定對(duì)象在外部干擾作用下相對(duì)慣性空間保持方位不變,或在指令力矩作用下能按給定規(guī)律相對(duì)慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。本文設(shè)計(jì)了一種用于艦船的串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái),并以此為研究對(duì)象,進(jìn)行了深入的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究.串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)由上下兩層組成,下臺(tái)體為并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái),用來克服載體的姿態(tài)擾動(dòng);上臺(tái)體為串聯(lián)式跟蹤平臺(tái),用來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的實(shí)時(shí)跟蹤。論文在研制一套新型串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)的基礎(chǔ)上,主要對(duì)并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)進(jìn)行研究,以下簡(jiǎn)稱為穩(wěn)定平臺(tái),并針對(duì)串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)組成、影響穩(wěn)定精度的誤差源、姿態(tài)測(cè)量和系統(tǒng)建模、控制策略和載體姿態(tài)擾動(dòng)預(yù)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。1.首先設(shè)計(jì)研制了一套串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng),既可以克服由于載體姿態(tài)擾動(dòng)帶來的干擾影響,又...

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外穩(wěn)定平臺(tái)研究情況
        1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 穩(wěn)定平臺(tái)控制方法
        1.3.2 陀螺儀輸出信號(hào)處理
        1.3.3 載體姿態(tài)擾動(dòng)預(yù)測(cè)方法
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
2 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)總體系統(tǒng)和誤差源分析
    2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和工作原理
    2.2 穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)及組成
        2.2.1 總體機(jī)械結(jié)構(gòu)
        2.2.2 一級(jí)并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)結(jié)構(gòu)及功能
        2.2.3 二級(jí)串聯(lián)跟蹤平臺(tái)結(jié)構(gòu)及功能
    2.3 穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)和主要硬件組成
        2.3.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 主要硬件組成
    2.4 誤差源分析
        2.4.1 機(jī)械諧振
        2.4.2 非線性摩擦干擾
        2.4.3 陀螺儀誤差影響
        2.4.4 載體姿態(tài)擾動(dòng)
    2.5 本章小結(jié)
3 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和控制模型分析
    3.1 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析
        3.1.1 坐標(biāo)系建立
        3.1.2 坐標(biāo)系變換
        3.1.3 穩(wěn)定平臺(tái)并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理
    3.2 穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解
        3.2.2 并聯(lián)平臺(tái)雅可比矩陣
    3.3 穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)建模分析
        3.3.1 穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)
        3.3.2 電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.3.3 逆變器傳遞函數(shù)
        3.3.4 電流環(huán)數(shù)學(xué)模型及控制參數(shù)整定
        3.3.5 速度環(huán)數(shù)學(xué)模型及控制參數(shù)整定
        3.3.6 位置環(huán)控制模型及控制參數(shù)整定
    3.4 本章小結(jié)
4 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)測(cè)量傳感器信號(hào)處理方法
    4.1 傾角儀的使用安裝和誤差成因分析
    4.2 傾角儀誤差補(bǔ)償方法
        4.2.1 最小二乘法補(bǔ)償
        4.2.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償
        4.2.3 傾角儀標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    4.3 陀螺儀信號(hào)建模分析及濾波方法研究
        4.3.1 常規(guī)卡爾曼濾波
        4.3.2 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤Singer模型建模
        4.3.3 基于Modified Singer模型的陀螺輸出建模
        4.3.4 基于MS-IMMIKF的MEMS陀螺輸出信號(hào)消噪處理
    4.4 陀螺儀濾波數(shù)值仿真及試驗(yàn)分析
        4.4.1 靜態(tài)驗(yàn)證
        4.4.2 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證
        4.4.3 靜態(tài)穩(wěn)定試驗(yàn)
        4.4.4 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定試驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
5 穩(wěn)定平臺(tái)速度環(huán)干擾抑制補(bǔ)償策略
    5.1 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)中穩(wěn)定回路傳統(tǒng)控制方法分析
    5.2 傳統(tǒng)干擾觀測(cè)器設(shè)計(jì)分析
    5.3 分?jǐn)?shù)階改進(jìn)型干擾觀測(cè)器設(shè)計(jì)
        5.3.1 分?jǐn)?shù)階改進(jìn)型干擾觀測(cè)器結(jié)構(gòu)
        5.3.2 分?jǐn)?shù)階Q濾波器設(shè)計(jì)
    5.4 速度環(huán)穩(wěn)定回路灰色預(yù)測(cè)控制方法
        5.4.1 灰色預(yù)測(cè)理論
        5.4.2 灰色預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)
        5.4.3 參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊的設(shè)計(jì)
        5.4.4 基于自適應(yīng)灰色預(yù)測(cè)的分?jǐn)?shù)階改進(jìn)干擾觀測(cè)器
    5.5 數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 階躍信號(hào)跟蹤
        5.5.2 連續(xù)信號(hào)跟蹤
        5.5.3 穩(wěn)定平臺(tái)試驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
6 基于灰色-混沌預(yù)測(cè)姿態(tài)擾動(dòng)的穩(wěn)定平臺(tái)復(fù)合控制方法
    6.1 穩(wěn)定回路時(shí)滯分析
    6.2 穩(wěn)定平臺(tái)跟蹤回路自適應(yīng)灰色預(yù)測(cè)控制
        6.2.1 自適應(yīng)灰色預(yù)測(cè)控制結(jié)構(gòu)
        6.2.2 灰色GM(1.1)模型
        6.2.3 自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊
    6.3 前饋控制器設(shè)計(jì)
    6.4 穩(wěn)定平臺(tái)載體擾動(dòng)姿態(tài)預(yù)測(cè)方法
        6.4.1 混沌時(shí)間序列判定
        6.4.2 重構(gòu)相空間
        6.4.3 嵌入維數(shù)m和時(shí)間延遲τ的選取
        6.4.4 灰色GM(1.1)的改進(jìn)優(yōu)化
        6.4.5 擾動(dòng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究及分析
    6.5 基于姿態(tài)擾動(dòng)預(yù)測(cè)的穩(wěn)定平臺(tái)復(fù)合控制策略
    6.6 仿真及實(shí)驗(yàn)研究
        6.6.1 系統(tǒng)階躍響應(yīng)
        6.6.2 系統(tǒng)輸入正弦信號(hào)
        6.6.3 系統(tǒng)輸入復(fù)雜信號(hào)
    6.7 本章小結(jié)
7 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)動(dòng)靜態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)及分析
    7.1 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)原理樣機(jī)及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成
        7.1.1 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)整體原理樣機(jī)及指標(biāo)
        7.1.2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)硬件組成
    7.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        7.2.1 軟件編譯環(huán)境概述
        7.2.2 軟件流程框圖
    7.3 串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        7.3.1 原理樣機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)自檢測(cè)試
        7.3.2 一級(jí)并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)位置誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
    7.4 一級(jí)并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)室內(nèi)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)
        7.4.1 靜態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)
        7.4.2 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)
    7.5 本章小結(jié)
8 總結(jié)及展望
    8.1 論文總結(jié)
    8.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3751555