近年來,隨著空中戰(zhàn)斗的快速發(fā)展,高精度、小型化、快響應(yīng)成為了陀螺穩(wěn)定平臺的主要技術(shù)研究方向。穩(wěn)定平臺是指利用陀螺儀測量載體或者平臺負載的空間角速度,使得平臺負載能夠隔離載體的擾動、實現(xiàn)在慣性空間中穩(wěn)定的機電一體化設(shè)備。傳統(tǒng)的直接式穩(wěn)定平臺具有控制簡單、穩(wěn)定精度高等諸多優(yōu)點,但因為陀螺儀安裝在內(nèi)框架上,限制了穩(wěn)定平臺小型化、快響應(yīng)的發(fā)展,因此本文提出采用捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的方案。捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺內(nèi)框架上無需安裝陀螺,不僅降低了成本,減小了體積,還提高了系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力,但因為引入了編碼器的量化噪聲,嚴重影響了捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定精度。針對這一問題,本文提出通過提高編碼器分辨率的方法來減小編碼器的量化噪聲,從而提高捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的精度,并且研究控制參數(shù)、陀螺儀噪聲和編碼器分辨率對捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的精度的影響。首先,根據(jù)穩(wěn)定平臺的機械結(jié)構(gòu),定義系統(tǒng)的坐標系,建立系統(tǒng)的運動學(xué)模型,推導(dǎo)出直接式穩(wěn)定平臺和捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定方程,對兩種穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定原理進行分析。在此基礎(chǔ)上,分別繪制兩種穩(wěn)定平臺的控制框圖并推導(dǎo)出系統(tǒng)的傳遞函數(shù),在頻域上對兩種穩(wěn)定平臺進行精度對比分析。其次,根據(jù)直接式穩(wěn)定平臺和捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的數(shù)學(xué)模型,在Matlab/Simulink中搭建兩種穩(wěn)定平臺的仿真模型。通過仿真研究載體擾動頻率、陀螺儀噪聲和編碼器分辨率對系統(tǒng)隔離度的影響,并探究在不同的控制參數(shù)下,編碼器的分辨率到達多少位的時候,捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的精度可以達到與直接式穩(wěn)定平臺精度相同的水平,驗證提高編碼器的分辨率能有效提高捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的精度。然后,在JMAG-Designer軟件中進行磁場有限元仿真,得到不同的氣隙、導(dǎo)磁環(huán)和霍爾槽尺寸下,組合式磁電編碼器內(nèi)部磁場空間分布圖。介紹組合式磁電編碼器的細分算法和防止區(qū)間誤判算法,并根據(jù)上位機軟件實際采集到的編碼器數(shù)據(jù)在Matlab中編寫相應(yīng)的算法程序驗證算法的有效性。在Altium Designer軟件中對組合式磁電編碼器的硬件電路進行設(shè)計。最后,對捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的硬件系統(tǒng)進行總體方案設(shè)計,搭建捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的實驗平臺,對捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺的滾轉(zhuǎn)軸編碼器和俯仰軸的編碼器進行標定實驗,計算編碼器精度。再對滾轉(zhuǎn)軸電機進行電流環(huán)和速度環(huán)測試實驗。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN96
【部分圖文】：

-1-a) 直接式穩(wěn)定平臺 b) 捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺圖 1-1 直接式穩(wěn)定平臺和捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺示意圖圖中，A 為執(zhí)行機構(gòu)，B 為載體，C 為控制器，R 為編碼器，S 為陀螺儀，P為穩(wěn)定平臺負載，m 為載體擾動角速度，p 為平臺負載角速度。一般來說，無論

穩(wěn)定平臺機械結(jié)構(gòu)

圖 2-5 直接式穩(wěn)定平臺陀螺放置位置示意圖穩(wěn)定平臺在滾轉(zhuǎn)方向和俯仰方向的穩(wěn)定，必須通過角速度補償，去和載體擾動通過摩擦約束和幾何約行對消。俯仰軸的電機補償指令角速度為y g和z g，對于
【參考文獻】

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本文編號：2858025