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摘要:陀螺稳定平台是利用陀螺仪特性保持平台稳定的设备,简称陀螺平台或惯性平台。用来衡量运动物体状态,为测量物体线加速度而建立参考坐标系,或用于稳定载体上的一些设备,它是航天器、船载、导弹制导、车载、工业设备、摄影成像等的惯性制导系统和惯性导航系统的最主要的设备。我国20世纪80年代左右开始研究出具有瞄准功能的稳定平台,90年代初我国也开始了陀螺稳定平台的研究工作,北京618部门于90年代初展开了机载陀螺稳定平台的研制,该部门的陀螺稳定平台的精度高达0.1m/rad。
本文针对二维观瞄仪稳定平台的整体结构,从伺服控制系统的角度对二维观瞄仪稳定平台进行分析。主要内容是以陀螺稳定平台为研究对象,以复合控制为主要研究方向,对稳定平台控制过程采用了理论分析和仿真实验相结合的方式,并运用MATLAB建立了伺服系统的数学模型,其中校正方法选择了PID算法(比例、积分、微分),最后得到仿真结果。
关键词:陀螺稳定平台;二维观瞄仪稳定平台;伺服系统;复合控制
目录
摘要
Abstract
1 绪 论-1
1.1 课题背景及意义-1
1.2 国内外陀螺稳定平台发展概况-2
1.3 MEMS 陀螺稳定平台的研究现状-2
1.4 本文主要内容安排-3
2 陀螺稳定平台系统结构与模型-4
2.1 陀螺稳定平台总体设计-4
2.2 陀螺稳定平台硬件设计-4
2.2.1 电机驱动-5
2.2.2 MEMS陀螺-5
2.2.3 直流力矩电机-5
2.2.4 位置传感器-5
2.2.5系统电源-5
2.3 陀螺稳定平台软件设计-5
3 陀螺稳定平台系统的原理分析及建模-7
3.1 两轴稳定平台隔离角运动原理-7
3.1.1 稳定平台结构及坐标系构建-7
3.2 伺服系统的复合控制原理-9
3.2.1复合控制原理-9
3.2.2复合控制的反馈控制原理-11
4 两轴陀螺稳定平台控制策略-12
4.1 影响控制系统精度的干扰力矩分析-12
4.2 陀螺稳定平台PID控制-13
4.2.1数字PID控制器-13
4.3 直流电机模型分析-14
5 仿真与调试-15
5.1 角度跟踪仿真-15
5.2 稳定平台系统位置跟踪仿真-16
结 论-18
参 考 文 献-19
致 谢-20