本文關(guān)鍵詞：兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：穩(wěn)定跟蹤平臺是一種搭載于運(yùn)動載體上的伺服平臺,使用陀螺儀感應(yīng)載體的速度擾動,不斷調(diào)整平臺框架姿態(tài),保證搭載的探測設(shè)備在慣性空間上保持穩(wěn)定,具有目標(biāo)搜索、跟蹤等多種功能,在現(xiàn)代國防與民用領(lǐng)域有著越來越廣泛的運(yùn)用前景。本文結(jié)合實(shí)際需求,以工程項(xiàng)目為背景,為某兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺設(shè)計(jì)伺服控制系統(tǒng),針對各種工作狀態(tài)下的控制回路分析、穩(wěn)定控制回路設(shè)計(jì)和伺服控制系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)展開研究,主要研究的內(nèi)容如下:根據(jù)功能需求,完成了兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì),包括伺服控制系統(tǒng)組成和控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器等主要元器件的選型,建立了被控對象的數(shù)學(xué)模型,分析了伺服控制系統(tǒng)工作狀態(tài)及相應(yīng)的控制回路結(jié)構(gòu),分析了兩軸四框架平臺的穩(wěn)定機(jī)理,從運(yùn)動學(xué)和控制的角度分析了兩軸四框架平臺的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的要求設(shè)計(jì)了伺服控制系統(tǒng)硬件電路,按照各自功能不同設(shè)計(jì)了基于DSP的控制、驅(qū)動、電源三類電路板的原理圖及PCB圖,完成了PCB電路板的制作和功能調(diào)試,編寫了伺服控制系統(tǒng)軟件程序,設(shè)計(jì)了位置預(yù)偏回路各控制閉環(huán)的校正環(huán)節(jié),并在兩軸四框架平臺實(shí)物上進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),滿足了性能指標(biāo)。在速度穩(wěn)定回路控制策略方面,針對被控對象數(shù)學(xué)模型特點(diǎn),在傳統(tǒng)兩軸四框架平臺速度穩(wěn)定回路基礎(chǔ)上將內(nèi)框架陀螺信號引入外框架,改善了動態(tài)性能。使用PI控制方法設(shè)計(jì)了速度穩(wěn)定回路各控制閉環(huán)的校正環(huán)節(jié),經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)在理想條件下可達(dá)到性能要求;針對穩(wěn)定跟蹤平臺在實(shí)際運(yùn)行中存在電機(jī)力矩、載體速度的未知擾動,使用經(jīng)典控制方法抑制擾動存在局限的問題,采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器和PI控制方法相結(jié)合的控制策略,通過擴(kuò)張狀態(tài)觀測器實(shí)時(shí)觀測并補(bǔ)償系統(tǒng)受到的總擾動,使用PI控制方法對擾動補(bǔ)償后的被控對象進(jìn)行控制,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)后的控制策略在抑制力矩?cái)_動和載體速度擾動方面與經(jīng)典PI控制方法相比有很大的提升。
【關(guān)鍵詞】：伺服系統(tǒng) 兩軸四框架平臺 穩(wěn)定控制 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器 DSP
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展概況10-12
• 1.2.1 國外研究發(fā)展概況10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究發(fā)展概況11-12
• 1.3 穩(wěn)定跟蹤平臺技術(shù)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 穩(wěn)定跟蹤平臺主要機(jī)械結(jié)構(gòu)形式12-13
• 1.3.2 穩(wěn)定跟蹤平臺的控制方法13-15
• 1.4 本文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第2章 兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺伺服控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)16-32
• 2.1 伺服控制系統(tǒng)組成16-17
• 2.2 伺服控制系統(tǒng)主要元件選型17-19
• 2.3 被控對象數(shù)學(xué)模型研究19-21
• 2.4 伺服控制系統(tǒng)工作狀態(tài)分析21-25
• 2.4.1 預(yù)偏狀態(tài)22-23
• 2.4.2 穩(wěn)定狀態(tài)23-24
• 2.4.3 跟蹤狀態(tài)24-25
• 2.5 兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺穩(wěn)定機(jī)理分析25-30
• 2.5.1 運(yùn)動學(xué)角度分析25-28
• 2.5.2 控制角度分析28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第3章 伺服控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)32-49
• 3.1 硬件電路總體設(shè)計(jì)32-33
• 3.2 控制板電路設(shè)計(jì)33-43
• 3.3 驅(qū)動板電路設(shè)計(jì)43-46
• 3.4 電源板電路設(shè)計(jì)46-47
• 3.5 抗干擾措施47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第4章 伺服控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)49-55
• 4.1 程序結(jié)構(gòu)49-50
• 4.2 旋變角度信號采集50-51
• 4.3 串行通信51-52
• 4.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換52-53
• 4.5 核心中斷服務(wù)程序53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第5章 伺服控制系統(tǒng)位置預(yù)偏回路設(shè)計(jì)與調(diào)試55-62
• 5.1 位置預(yù)偏回路校正環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)55-60
• 5.2 位置預(yù)偏回路實(shí)物平臺調(diào)試60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第6章 伺服控制系統(tǒng)速度穩(wěn)定回路控制策略研究62-80
• 6.1 傳統(tǒng)的兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺穩(wěn)定回路設(shè)計(jì)62-69
• 6.1.1 內(nèi)框架穩(wěn)定子回路62-65
• 6.1.2 外框架隨動子回路65-66
• 6.1.3 速度穩(wěn)定回路整體性能66-69
• 6.2 改進(jìn)的兩軸四框架穩(wěn)定跟蹤平臺穩(wěn)定回路設(shè)計(jì)69-72
• 6.3 結(jié)合PI控制方法和擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的穩(wěn)定回路控制策略設(shè)計(jì)72-79
• 6.4 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單84-85
• 致謝85

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;能夠提高動作精度的伺服控制裝置[J];國外自動化;1981年04期

2 董選明,裘麗華,邵華平;伺服控制系統(tǒng)的過流報(bào)警保護(hù)電路設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;1999年08期

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4 翁建元,李樹廣;數(shù)字PID調(diào)節(jié)器在伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];華東電力;2003年11期

5 許，

本文編號：1107484