文档介绍：编号——密级——中国科学院研究生院博士学位论文蔓塞壹班究县主重型堂睦筮壹堂堂蟹窒扭越生塑堡硒塞逝申请学位级别王堂盟±学科专业名称扭擅剑造盈墓鱼麴丝生垦抖堂瞳篮壹堂堂趟窒扭越皇塑堡班窒匮主国抖堂医硒宜生暄指导教师论文提交日期论文答辩日期培养单位学位授予单位答辩委员会主席厦量竖:臁分类号
摘要型参考自适应系统惯性系统在航空、航天和航海领域中占有举足轻重的地位。随着惯性元件和惯性系统精度的不断提高,对其测试设备的要求也越来越高。本文以某实际工程项目为依托,主要对项目中的惯性系统测试设备一一三轴飞行仿真转台控制系统和控制算法的几个问题进行了研究,并在实际应用中进行了验证。首先根据三轴飞行仿真转台结构推导出了三轴转台转动惯量方程和动力学方程,并确定了刂频牡缁6胤匠蹋佣频汲隽巳嶙Lǹ刂贫韵的数学模型。利用逆系统理论证明了三轴转台数学模型的可解耦性,并采用状态反馈和动态补偿的方法,将三轴转台数学模型转化为三个单输入单输出线性系绩,从而实现对转台模型的解耦:为了满足三轴转台高精度、快响应、宽调速和超低速的要求,设计了速度环和位置环双闭环的全数字化控制系统。同时采用经典控制理论和现代控制理论相结合的控制方法对控制系统进行校正和补偿。在速度环和位置环中均采用了二阶线性校『被共捎昧似渌刂品椒āNA寺阆低扯ㄎ豢焖傩砸G螅杓屏非线性量化模糊控制器:针对横滚轴的扰动力矩问题,采用模型参考自适应控制给予补偿;为了满足系统对低速麦的要求,采用了双极模式刂疲⒄攵云设计了低功率损耗的功率转换电路。最后,将理论设计和研究的结果应用在三轴飞行仿真转台上,结果表明这些设计和算法是有效的、可行的,各项指标均达到或超过了系统的技术要求。目前,此三轴飞行仿真转台已经通过检验并交付用户使用。关键词:三轴飞行仿真转台,控制系统,模糊控制器,功率转换,扰动力矩,模中国科学院博十学位论文:三轴飞行仿真转台控制系统与控制算法研究
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琈中国科学院博士学位论文:三轴飞行仿真转台控制系统与控制算法研究簍·琧,,儿
图表索弓图索引图三轴飞行仿真转台结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图三轴转台坐标关系变换示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图解耦补偿网络⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图控制系统原理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图方位控制系统开环幅频特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图校正后系统开环图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模糊逻辑控制系统框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图位置环模糊控制系统方框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图线性量化和非线性量化示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图隶属函数示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图前馈控制系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图被测设备在转台上的安装示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图横滚轴转动前后被测设备位置变化示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模型参考自适应控制系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图横滚轴电机系统方框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图在扰动力矩作用下的横滚轴电机系统框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图横滚控制系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模型参考自适应控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模型参考自适应系统的速度误差图涑鼋撬俣惹摺图退ḿJ絇控制的功率转换原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图电机轻载时的电压、电流波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯目录
图电机重载时的电压、电流波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模块驱动的原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图?槭淙胧涑龅牟ㄐ瓮肌图退ḿJ絇控制的功率转换电路原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图功率损耗曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图控制系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图解耦前后角速度误差曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图线性量化时的定位曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图非线性量化时的定位曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图加前馈控制前后的角位置误差曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图采用前的角速度误差曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图采用后的角速度误差曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图退ḿJ絇控制的最低启动角速度曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯附图喝岱尚蟹抡孀Lㄊ滴锿肌附图篐型双极模式刂乒β首;坏缏钒濉表甀静糠址抡孀Lú问表方位轴框架转动惯量变化值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表三轴转台各电机参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表模糊控制规则总表⋯⋯⋯⋯