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高频角振动转台控制系统研究

作　者: 何楚瑶
导　师: 王忠庆
学　校: 中北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 高频角振动转台无刷直流电机 PID 双闭环控制
分类号: TN966
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 4次
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内容摘要

转台主要应用于惯导系统中惯性器件的测试，其性能指标对惯性器件的性能起到了决定性作用，因此对转台系统的研究有重要的现实意义。高频角振动转台主要应用于高性能惯导系统惯性器件振动角速度和振动角加速度的测试。高频角振动使转台跟踪高频信号的能力更强，从而系统抗干扰能力增强，保证系统的稳定性和精度，提高惯性器件的精度。本文主要是对高频角振动转台控制系统的设计，首先采用基于无刷直流电机的伺服控制系统，通过研究转矩脉动的产生原因和抑制方法，确定采用电流滞环PWM方法抑制无刷直流电机的转矩脉动，基于无刷电机的运行原理建立其数学模型，设计了无刷直流电机的控制策略，实现了电机的稳定运行。数字控制技术主要以积分分离和重复控制改进的PID算法为核心，运用超前校正调节电流环带宽，达到系统稳定性和动态性的要求。建立了电流环和位置环仿真模型进行仿真。根据仿真和测试得出，基于RTX实时操作系统的工控计算机系统，能够满足本文实时控制系统的要求。因此，本转台控制系统性能稳定，可以达到高频率角振动转台的控制系统性能要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 课题国内外发展情况  10-13
    1.2.1 国外发展情况  10-11
    1.2.2 国内发展情况  11-13
  1.3 影响转台性能的因素  13
  1.4 课题主要研究内容及章节安排  13-15
    1.4.1 课题主要研究内容  13-14
    1.4.2 课题章节安排  14-15
2 伺服控制系统  15-30
  2.1 伺服控制系统要求  15-16
  2.2 电机的选型  16
  2.3 电机的运行原理  16-17
  2.4 电机的转矩脉动  17-20
    2.4.1 转矩脉动产生的原因  17-19
    2.4.2 转矩脉动的抑制方法  19-20
  2.5 电机的数学模型  20-23
    2.5.1 无刷直流电机的数学模型  20-22
    2.5.2 无刷直流电机的局部线性化传递函数  22-23
  2.6 电机控制策略  23-30
3 工控计算机系统  30-35
  3.1 工控计算机系统的组成  30-31
  3.2 工控计算机系统的基本要求  31
  3.3 实时系统  31-32
  3.4 工控计算机系统设计  32-35
4 数字控制技术  35-55
  4.1 转台性能指标  35-36
  4.2 PID 控制  36-38
    4.2.1 PID 的原理  36
    4.2.2 PID 的特点  36-38
  4.3 PID 参数整定法  38-39
  4.4 校正器设计  39-40
  4.5 积分分离 PID  40-45
  4.6 重复控制  45
  4.7 转台的控制结构设计  45-46
  4.8 转台控制系统的仿真  46-55
5 总结与展望  55-56
  5.1 研究总结  55
  5.2 展望  55-56
参考文献  56-60
攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果  60-61
致谢  61-62

高频角振动转台控制系统研究

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