光電經(jīng)緯儀的快速捕獲與穩(wěn)定跟蹤控制系統(tǒng)
發(fā)布時間：2020-09-14 13:17
本課題研制的光電測量系統(tǒng)是集紅外、測量電視和捕獲電視于一體的全程自動跟蹤、數(shù)字圖像與各類測量信息實時記錄的一套新型光電測量系統(tǒng)。它是不同類型、不同功能的多探測器綜合應用的代表;也是新一代光電測量系統(tǒng)的發(fā)展方向。 研制一套高精度、高動態(tài)、高靈敏度與高穩(wěn)定性的快速捕獲與穩(wěn)定跟蹤控制系統(tǒng),是該光電測量系統(tǒng)研制成功的基本保證。復合控制技術、共軸跟蹤技術是系統(tǒng)的關鍵。 經(jīng)過科學的分析、論證, 通過廣泛而充分的室內(nèi)室外試驗。有限記憶濾波、3秒記憶跟蹤算法、卡爾曼濾波算法在系統(tǒng)中成功實現(xiàn),使系統(tǒng)的跟蹤速度、跟蹤精度滿足了指標要求,綜合性能也得到了明顯提高。 應用復合控制、共軸跟蹤技術和卡爾曼濾波算法的系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠,在大加速度、大速度跟蹤情況下,跟蹤精度高。進一步證明了采用新技術的快速捕獲跟蹤控制系統(tǒng)是成功的。系統(tǒng)中采用的控制技術除了在光測設備中應用外,還可用于其他跟蹤控制設備,具有很高的實用價值。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：P111.32
【部分圖文】：
和M 分別是 與 M(t)的復數(shù)表示式。在實際應用中，可以在速度環(huán)內(nèi)采用比例加積分校正來克服齒槽效應影針對齒槽效應引起的正弦擾動，應用內(nèi)模原理設計一個魯棒調(diào)節(jié)器。用觀測器對齒槽效應引起的擾動力矩進行估值，再利用不變性原理設償裝置，構(gòu)成一種帶觀測器的復合控制系統(tǒng)來補償齒槽效應的影響。.4 力矩干擾誤差力矩干擾誤差主要由摩擦力矩產(chǎn)生。干摩擦是影響控制系統(tǒng)性能的不它一方面造成系統(tǒng)靜態(tài)誤差，另一方面在系統(tǒng)低速運行時引起跳動。的干摩擦可以近似表示成執(zhí)行軸運動角速度的非線形函數(shù)，如圖 3-3 所，M 表示執(zhí)行軸上的干摩擦；M1表示靜摩擦；M2表示動摩擦； 0表旋轉(zhuǎn)角速度。設控制系統(tǒng)的參考輸入θi是斜率為 i的斜坡函數(shù)。它隨著時間 t 的增長關系增長。由于存在干摩擦，系統(tǒng)輸出軸的角位置θ0和角速度 0不能蹤θi和 i。圖 3-4 為θi、θ0、 i、 0在系統(tǒng)運動過程中隨時間變化的[2]。
第五章 光電經(jīng)緯儀的快速捕獲與穩(wěn)定跟蹤控制系統(tǒng)設計動切換，要求切換平衡不丟失目標，切換成功率大于 95%。5.4 捕獲跟蹤控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)兩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同（高低系統(tǒng)多一套-5°和+185°的電限位和-7°和+190°機械限位系統(tǒng)，方位在自動跟蹤時多一級正割補償），每套控制系統(tǒng)均由校正放大器、功率放大器、電源、單人操作桿、力矩電機組成。校正放大器中將數(shù)字化控制的程序模塊嵌入微機系統(tǒng)實時控制軟件中，采樣頻率為 50Hz，利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力，對控制信號進行有效的濾波處理，并加入有效的智能控制算法，保證能快速、平穩(wěn)地捕獲跟蹤測量目標；速度環(huán)路采用測速機測速；功率放大器采用脈沖調(diào)寬-PWM 功率放大器驅(qū)動。結(jié)構(gòu)框圖如圖 5-2 捕獲跟蹤控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示。
圖 5-3：探測器視軸與機械軸轉(zhuǎn)角關系運動到 D 點，探測器視軸測出方位脫靶量 x 時儀器方位機械軸從 A 點運動到 B 點，轉(zhuǎn)過的角ACosERCosExRx= = 1低軸的轉(zhuǎn)角。即當機械軸旋轉(zhuǎn)角度 A 時，探測示方位系統(tǒng)的增益將隨高低角 E 的余弦發(fā)生變統(tǒng)中就會形成一個變增益環(huán)節(jié)，從而影響控制蹤模式下，方位控制系統(tǒng)中應在其回路補償中硬件方法均可實現(xiàn)。軟件方法是在控制算法中計算；硬件方法是在高低機械軸上安裝一個余控制系統(tǒng)主回路使系統(tǒng)增益恒定。該光電經(jīng)緯的捕獲跟蹤控制系統(tǒng)是有開環(huán)、閉環(huán)、正反饋
本文編號：2818215
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：P111.32
【部分圖文】：
和M 分別是 與 M(t)的復數(shù)表示式。在實際應用中，可以在速度環(huán)內(nèi)采用比例加積分校正來克服齒槽效應影針對齒槽效應引起的正弦擾動，應用內(nèi)模原理設計一個魯棒調(diào)節(jié)器。用觀測器對齒槽效應引起的擾動力矩進行估值，再利用不變性原理設償裝置，構(gòu)成一種帶觀測器的復合控制系統(tǒng)來補償齒槽效應的影響。.4 力矩干擾誤差力矩干擾誤差主要由摩擦力矩產(chǎn)生。干摩擦是影響控制系統(tǒng)性能的不它一方面造成系統(tǒng)靜態(tài)誤差，另一方面在系統(tǒng)低速運行時引起跳動。的干摩擦可以近似表示成執(zhí)行軸運動角速度的非線形函數(shù)，如圖 3-3 所，M 表示執(zhí)行軸上的干摩擦；M1表示靜摩擦；M2表示動摩擦； 0表旋轉(zhuǎn)角速度。設控制系統(tǒng)的參考輸入θi是斜率為 i的斜坡函數(shù)。它隨著時間 t 的增長關系增長。由于存在干摩擦，系統(tǒng)輸出軸的角位置θ0和角速度 0不能蹤θi和 i。圖 3-4 為θi、θ0、 i、 0在系統(tǒng)運動過程中隨時間變化的[2]。
第五章 光電經(jīng)緯儀的快速捕獲與穩(wěn)定跟蹤控制系統(tǒng)設計動切換，要求切換平衡不丟失目標，切換成功率大于 95%。5.4 捕獲跟蹤控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)兩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同（高低系統(tǒng)多一套-5°和+185°的電限位和-7°和+190°機械限位系統(tǒng)，方位在自動跟蹤時多一級正割補償），每套控制系統(tǒng)均由校正放大器、功率放大器、電源、單人操作桿、力矩電機組成。校正放大器中將數(shù)字化控制的程序模塊嵌入微機系統(tǒng)實時控制軟件中，采樣頻率為 50Hz，利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力，對控制信號進行有效的濾波處理，并加入有效的智能控制算法，保證能快速、平穩(wěn)地捕獲跟蹤測量目標；速度環(huán)路采用測速機測速；功率放大器采用脈沖調(diào)寬-PWM 功率放大器驅(qū)動。結(jié)構(gòu)框圖如圖 5-2 捕獲跟蹤控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示。
圖 5-3：探測器視軸與機械軸轉(zhuǎn)角關系運動到 D 點，探測器視軸測出方位脫靶量 x 時儀器方位機械軸從 A 點運動到 B 點，轉(zhuǎn)過的角ACosERCosExRx= = 1低軸的轉(zhuǎn)角。即當機械軸旋轉(zhuǎn)角度 A 時，探測示方位系統(tǒng)的增益將隨高低角 E 的余弦發(fā)生變統(tǒng)中就會形成一個變增益環(huán)節(jié)，從而影響控制蹤模式下，方位控制系統(tǒng)中應在其回路補償中硬件方法均可實現(xiàn)。軟件方法是在控制算法中計算；硬件方法是在高低機械軸上安裝一個余控制系統(tǒng)主回路使系統(tǒng)增益恒定。該光電經(jīng)緯的捕獲跟蹤控制系統(tǒng)是有開環(huán)、閉環(huán)、正反饋
【引證文獻】
相關博士學位論文 前1條
1 官伯林;三軸光電跟蹤系統(tǒng)跟蹤策略和控制研究[D];西安電子科技大學;2012年
相關碩士學位論文 前9條
1 尹立鵬;光電跟蹤數(shù)字化加速度傳感系統(tǒng)的研究[D];長春工業(yè)大學;2010年
2 蔣連鳳;光柵數(shù)字信號采集技術研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2010年
3 李亞杰;光電池云臺伺服系統(tǒng)設計[D];長春工業(yè)大學;2011年
4 涂再買;車載自動跟瞄裝置的粗精復合控制技術研究[D];西安電子科技大學;2006年
5 鞏蕤梓;空間二維光電測控系統(tǒng)控制技術研究[D];西北工業(yè)大學;2007年
6 徐遵磊;某光電跟蹤控制系統(tǒng)中DSP與CAN總線技術的應用[D];西安電子科技大學;2008年
7 亓繼;車載光電跟瞄系統(tǒng)控制技術的研究[D];西安電子科技大學;2010年
8 代根學;基于DSP與FPGA的光電經(jīng)緯儀伺服控制器設計[D];中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所);2010年
9 曾志;基于compactRIO車載跟瞄裝置控制系統(tǒng)實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2013年
本文編號：2818215
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