文档介绍：南京理工大学
硕士学位论文
三轴稳定平台控制系统的设计与仿真研究
姓名:付涛
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李军;单梁
20090608
摘要关键词:稳定平台,刂疲抡妫珼稳定平台能够隔离载体角运动,在载体机动状态下建立稳定基准面,使安装在平台上的光电设备不会因载体运动产生的抖动和滚动而丢失目标,保证光电设备准确瞄准和跟踪目标,因此广泛应用于民用和军事领域,而成为各台为研究对象,对稳定平台各控制回路的建模仿真和控制算法仿真进行了研究,对系统的软硬件进行了设计。论文首先对单轴稳定平台的工作原理进行了分析,在此基础上研究了三轴稳定平台,并对因三轴稳定平台环架间耦合产生的问题进行了分析,如扰动在环架间传递过程、陀螺敏感到的信号分配。其次根据稳定平台结构建立了各组成部分的数学模型,使用对设计中采用的电流环、速率环和位置环三环控制结构分别进行了建模仿真。在控制算法仿真中,速率环使用变参数刂扑惴ǎ恢没肥褂貌问缘鹘谀:刂扑惴ǎ抡娼峁别与两个环路使用常规刂扑惴ㄊ钡慕峁辛吮冉希得飨冉刂扑惴ㄔ谖榷ㄆ台控制中的优势。在陀螺信号的处理方面,采用了致瞬ɡ匆种聘扇哦酝勇菪藕的影响。最后按照各模块的功能,把稳定平台伺服系统的硬件电路分为陀螺和旋变信号输入、主控电路和控制信号输出电路三大部分,对各个部分进行了设计并绘制了濉进行了稳定平台系统控制软件设计,该系统软件包括主程序、速率环中断服务程序、位置环中断服务程序和译码程序,给出了程序流程图并编写了代码。硕士论文三轴稳定平台控制系统的设计与仿真研究
瑃,.,,甀,..簊瑂珼,瑃琲琒.,’甌,’.,.琣瓵,
研究生签名:丛涛研究生签名:互习涛≥辍卧逻热加辍卧鲁迦声学位论文使用授权声明明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。中作了明确的说明。南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或
髀课题研究的背景及意义国内外研究状况现代武器要求具备行进间稳瞄、跟踪、射击能力【浚靥飞机、坦克、舰艇等稳定平台可以有效隔离载体角运动,在载体机动状态下建立稳定基准面【浚Vぐ装在平台上的光电跟踪设备视轴稳定,防止因载体在运动过程中产生的抖动和滚动而丢失目标,以实现对目标的准确跟踪。基于它的这种功能,稳定平台在军事和民用上都有着十分重要的用途。在运动过程中,通过使用稳定平台系统测量载体姿态变化,精确保持平台动态姿态基准,从而尽可能减少运动对武器系统的影响。在无人侦察机系统中,载体的姿态变化、振动和飞行中的风阻力矩会造成机载相机视轴指向不稳定【浚佣韵嗷那逦上癫良的影响,而光轴稳定系统能够将系统中光学传感器的视轴与载体的运动和振动相隔离,使视轴稳定在固定的惯性空间上,提高了无人侦察机的性能。舰船在运动中和卫星通信在现代军事上具有重要意义,它具有覆盖区域大、通信距离远、通信保密以及机动灵活可靠的特点,为了实现高质量的通信和数据传输,需要使用稳定平台隔离舰船运动对天线姿态的影响,确保在各种恶劣环境下,天线能够始终高精度对准卫星【俊T诘孛战车上,稳定跟踪平台可以用于安装昼视、夜视、测距功能三合一的观描设备,以获取稳定的视场,使观察者能够清楚地观察战场情况。在民用方面,稳定平台也具有重要的应用价值。如现代电视转播、卫星电视接收、车船用移动卫星通讯以及公安、消防、石油、地质、野外作业、抢险救灾等【慷嘀中幸的发展,迫切需要一种性价比高的移动卫星通讯系统。而这种移动卫星通讯系统的关键技术在于天线平台的稳定和跟踪能力能否很好的隔离载体鸪怠⑵怠⒙执的运动叩退佟⒔艏逼舳⑼V埂⒆M涞对天线平台姿态的影响。以上这些表明,稳定平台系统在军事和民用领域都有着广泛的应用,对的提高有重要作用。由于我国惯性稳定技术起步较晚,国防建设和科技建设迫切需要具有稳定跟踪功能的平台仪器,所以对稳定平台的研究具有重要意义。本课题以“稳定平台研究”项目为背景,对稳定平台系统设计和仿真做了较为详细的研稳定平台以陀螺为敏感元件,稳定平台的发展是以陀螺的不断发展为前提。年俄国科学家欧拉出版了著作《刚体绕定点转动的理论》,首次用解析分析的方法揭示了定点刚体转动的本质【縪法国科学家傅科在甑谝桓霭迅咚僮W影仓迷谕蛳蛑Ъ究。三轴稳定平台控制系统的设计与仿真研究硕士论文
系统中构成了陀螺仪一傅科陀螺,可以说傅科陀螺是惯性