高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制

以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效果 ;介绍了以CCD图像或增量式码盘测角组成系统位置闭环 ,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环 ,附带电流反馈组成电机转矩 (电流 )环和速度、加速度前馈装置的前馈反馈复合控制系统 .组成伺服跟踪平台系统联调后测试结果表明 ,系统具有良好的动、静态性能指标和很好的控制效果 .     

陀螺稳定平台建模分析

建模分析是研究和设计陀螺稳定平台的关键步骤.合理的平台模型有助于分析误差来源并设计相应的控制策略,为研究制造高精度陀螺稳定平台提供基础.本文在阐述陀螺稳定平台的硬件组成和单轴控制结构的基础上.分析了误差源以及轴间耦合问题.针对非线性摩擦力、陀螺漂移和机械谐振3个平台误差重要来源,进行平台模型建立与分析方法的研究,并讨论平台其他环节的模型.基于以上分析,面向解耦后的单轴控制系统,建立一种综合性的模型.该模型为包括电流环、速度环、稳定环和位置环在内的四环控制系统,其中非线性摩擦力部分使用了LuGre摩擦模型,并分析整体模型的特点.为研究陀螺稳定平台模型及误差补偿策略提供了一种模块化建模分析的方法.     

陀螺稳定平台控制算法比较研究

针对一款实验教学陀螺稳定平台,文章分别采用常规PID控制算法,变参数PID控制算法和变参数自调节模糊PID控制算法对速率环进行控制。仿真结果表明,系统采用变参数自调节模糊PID控制算法响应速度快,超调量小,抗干扰能力强,较常规PID和变参数PID控制算法具有更好的动、静态性能。     

基于单片机的稳定平台控制系统的研究和实现

对舰载雷达天线稳定平台系统的技术现状和发展趋势进行了分析,根据设计指标要求提出了采用数字技术对水平仪提供的误差信号进行数字转换．利用高可靠的计算机进行处理和实时通讯,驱动伺服电机控制器,由伺服电机驱动平台系统按要求的方向转动,达到平台自动保持平衡、稳定的最优复合控制的方案,阐述了单片机控制机电化稳定平台系统的基本原理：说明了利用单片机对舰载大型电子设备稳定平台系统进行机电数字化改造的可行性．     

惯性平台稳定回路的多环控制

稳定回路在惯性平台工作过程中起着重要的作用,它的精度直接影响着惯性平台的精度.稳定回路是通过控制直流力矩电机的工作来实现系统的控制,通常稳定回路都是通过在系统中加位置控制环的方式达到控制的性能要求.本文采用多环控制的方式来设计稳定回路,并且针对实际工程应用的直流力矩电机,利用MATLAB进行仿真,验证了其设计的性能.     

机载相机伺服系统设计

介绍了某机载相机伺服系统,对其工作原理、基本结构、控制方案、校正设计等进行了分析探讨。设计了主芯片外围电路、角位置检测等硬件电路以及位置、速度、电流三环控制系统。实验结果表明,该系统通过硬件和软件的合理设计,具有较好的动、静态性能。     

惯性平台稳定回路的双闭环控制

对惯性平台稳定回路进行了理论分析和校正.通过设计和仿真,验证了传统PID控制的可行性;并通过引入速度反馈的双闭环控制,克服了单闭环系统在抗干扰性能方面的欠缺.MATLAB仿真结果表明,双闭环控制在很多指标上均优于传统PID控制器,特别是其动态性能以及对干扰的抑制能力,是一种应用在实际平台系统中理想的控制器.     

某机载电子产品伺服控制系统设计分析

在了解了伺服系统硬件环境的基础上,介绍了稳定机载电子产品天线的伺服系统特点,研究影响系统指标的主要因素,伺服系统的设计原理和方法,机载电子产品中伺服系统的功能需求分析。     

数字卫星天线跟踪控制器的研制

分析了引起卫星天线指向偏离卫星的原因,介绍了一种用AT89C51单片机实现的卫星天线跟踪控制器的控制原理,硬件电路结构及软件设计方法;简述了跟踪控制软件采用的步进算法和误差补偿技术,实现了对卫星天线的精确控制．     

机载视轴稳定跟踪伺服系统

介绍了一个已经开发的机载红外成像CCD阵列传感器的视轴稳定跟踪伺服系统;给出了该系统的结构和工作原理、设计和实现,以及性能和试验结果;指出应用的方向。     

高精度全姿态惯性平台的自标定

传统的惯性平台的标定方法存在很大的局限性.根据高精度惯性仪表的特性,对传统的误差模型适当地进行了简化,建立了供自标定使用的陀螺仪、加速度计误差模型;针对三框架四轴全姿态惯性平台,提出了一种七位置自标定方案;给出了公式解算方法及数据测试方法,占用时间约40 min,共分离出包括两个水平地速分量在内的20项误差系数.通过自标定时间、精度分析,表明该自标定方案有助于缩短平台的测试时间,提高武器系统的使用精度.     

一种机载稳定平台伺服控制系统的设计与实现

介绍了一种机载四框架两轴陀螺稳定平台的工作原理及伺服控制电子线路设计的主要内容,并对控制系统俯仰速率稳定回路进行了数字仿真.提出通过平方滞后校正环节提高系统稳定精度,结果表明该稳定平台伺服控制系统设计有效可行.     

滑模变结构控制在惯性平台稳定回路中的应用

为了与新型高精度惯性平台相匹配,解决传统PID控制的稳定回路抗干扰性能不高的问题,设计了滑模变结构控制器.滑模变结构控制器的主要特点是:当系统状态穿越状态空间的不同区域时,反馈控制器的结构按照一定的规律发生变化,使得控制器对系统的内在参数变化和外在扰动等因素具有较强的鲁棒性,从而保证系统能够达到期望的性能指标要求.MATLAB仿真结果表明,滑模变结构控制器在很多指标上均优于传统PID控制器,特别表现在超调量,动态性能以及对干扰的抑制能力方面,是平台系统的理想控制器.     

基于定量反馈理论的两轴稳定平台混合控制器设计

针对两轴稳定平台中控制对象的不确定性及其扰动问题,在建立其不确定数学模型的基础上,综合考虑了对象的不确定性范围和系统的性能指标要求,采用定量反馈理论研究了两轴稳定平台跟踪伺服控制,设计了鲁棒性强的跟踪控制器.采用Matlab进行仿真结果显示:定量反馈理论(QFT)和比例积分微分(PID)相结合的直流电机驱动控制器具有响应速度快、无超调、抗干扰能力强以及稳态误差小等优点;其动、静态性能均优于单一控制器,较好地抑制输出干扰带来的影响,使两轴稳定平台系统得到良好动态响应,便于工程实现.     

单、双速度环稳定控制回路的研究

本文以速率稳定平台为原型,介绍了单、双速度环稳定控制回路结构,分析了单、双速度环稳定控制回路的抗干扰性能。利用ADAMS软件建立速率稳定平台的样机模型,利用MATLAB软件建立单、双速度环稳定控制回路的传递函数模型,由两种软件联合对速率稳定平台的隔离度进行仿真,并对仿真的数据进行分析。     

稳定平台非线性影响因素对比实验分析

稳定精度是光电稳定(像)平台的核心指标,从实验的角度来研究稳定精度的非线性影响因素的影响程度。为此建立了单轴稳定平台的物理模型,并建立了该平台的拉格朗日动力学方程。分析动力学方程中的非线性因素,主要包括电刷摩擦、线扭矩、陀螺非线性、力矩波动。充分考虑影响因素,设计能够定性验证这些因素的实验平台(稳定框架和伺服控制系统)。利用单一变量原则,完成了四组对比实验,分析实验数据,摩擦、陀螺性能以及力矩波动等因素对稳定精度影响显著。因此设计人员研制光电平台时,应该充分关注电机、陀螺等元件的性能参数。     

数字1型伺服系统的低阶控制器设计

使用滤波型或预测型降阶观测器的控制器被用于数字1型伺服系统的输出反馈设计中,以便降低控制器的阶数,并考虑一拍的运算延迟。该控制器由状态反馈设计和降阶观测器来决定。本文通过导出基于这个控制器的二重互质分解状态空间表达式,获得了所有能保证积分作用并考虑了一拍运算延迟的稳定化控制器的参数化形式,它把稳态特性和运算延迟的要求表达为对自由参数的约束,而且还可以用于求解H_2和H_∞最优灵敏度控制问题。     

内置式可控偏心器伺服平台稳定控制模型

在细化结构的基础上，对内置式可控偏心器的各个部分进行了受力分析，在此基础上构造了滚动稳定平台的控制模型，确定了内置式可控偏心器滚动稳定控制模型，为系统的后续分析提供了依据。     

具有 C196 微控制器的瞄准线稳定与自动跟踪系统

为保证载体运动时瞄准线的空间稳定性和自动跟踪目标,必须设计双轴陀螺稳定平台。台体上的摄像头,将拾取的视频信号,经电视跟踪器处理,送到Ｃ１９６中以形成制导信号,并驱动平台使瞄准线跟踪目标。现场跟踪动目标的试验表明,加入陀螺稳定器既解决了瞄准线的空间稳定性,又改善了跟踪回路的阻尼;由于采用了开关式陀螺马达电源、ＰＷＭ集成功率放大器,Ｃ１９６和ＰＳＤ器件达到了小体积和低功耗的要求。所设计的高性能的系统控制器硬件和实时变结构软件算法的实现,可以满足系统总体技术要求。     

内置式可控偏心器伺服平台稳定控制模型

在细化结构的基础上，对内置式可控偏心器的各个部分进行了受力分析，在此基础上构造了滚动稳定平台的控制模型，确定了内置式可控偏心器滚动稳定控制模型，为系统的后续分析提供了依据．