学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

三轴电控转台控制方案设计与抗干扰问题研究

作　者: 张旭之
导　师: 马广富
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 三轴电控转台滑模变结构控制干扰力矩干扰观测器
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 104次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

转台作为半实物仿真的关键设备,在航空、航天工业和国防建设等领域中起着极其重要的作用。转台性能的优劣直接关系到仿真和测试试验的可靠性和置信度,是保证航空、航天型号产品和武器系统精度及性能的基础。因此,研制出高精度、高性能的转台对于我国航空、航天工业和国防建设的发展具有重要的意义。本论文以实际科研课题为背景,将某型三轴电控转台作为研究对象。文中首先推导了转台的一般数学模型并分析了转台控制系统,接着给出了三轴电控转台系统的各项性能指标,针对该指标要求进行了系统总体方案设计。针对外环系统惯量变化较大的问题,采用滑模变结构控制方法,设计了位置环控制器,并利用MATLAB软件进行了控制系统仿真,将滑模变结构控制效果与经典PID控制效果作了比较。针对三轴电控转台系统中存在的各种外界干扰进行了分析,利用变结构控制和干扰观测器对这些干扰进行了抑制,通过MATLAB软件得到了干扰抑制效果仿真曲线。最后根据三轴电控转台系统软件设计要求,采用模块化的方式对三轴电控转台系统控制软件进行了设计,并给出了详细的软件设计流程图。对采用变结构控制方案的转台系统进行了性能指标检测,得到了大量的实测曲线。通过分析这些实测曲线,验证了变结构控制的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-9
  1.2 转台的国内外发展和现状  9-10
  1.3 转台控制系统的主要技术问题  10-11
  1.4 伺服系统控制方法概述  11-13
  1.5 转台伺服控制系统中的软件设计综述  13
  1.6 论文的主要研究内容  13-15
第2章三轴电控转台系统总体方案设计  15-28
  2.1 引言  15
  2.2 转台的数学模型  15-19
  2.3 转台控制系统  19-21
  2.4 三轴电控转台系统总体方案设计  21-27
    2.4.1 三轴电控转台的功能及伺服系统构成  23-24
    2.4.2 关键元器件的选择  24-27
    2.4.3 三轴电控转台控制系统方案设计  27
  2.5 小结  27-28
第3章三轴电控转台系统控制器设计  28-43
  3.1 引言  28
  3.2 三轴电控转台系统速度环控制器设计  28-30
  3.3 三轴电控转台系统位置环控制器设计  30-41
    3.3.1 滑模变结构控制的基本理论  30-35
    3.3.2 基于趋近率的位置环滑模变结构控制器设计  35-41
  3.4 小结  41-43
第4章三轴电控转台系统抗干扰问题研究  43-53
  4.1 引言  43
  4.2 低速摩擦干扰力矩问题  43-48
    4.2.1 摩擦模型  43-45
    4.2.2 滑模变结构控制在克服低速摩擦干扰中的应用  45-48
  4.3 转动偏心干扰力矩问题  48-52
    4.3.1 干扰观测器的设计  48-50
    4.3.2 干扰观测器在克服偏心干扰力矩中的应用  50-52
  4.4 小结  52-53
第5章三轴电控转台系统软件设计及性能指标检测  53-69
  5.1 引言  53
  5.2 三轴电控转台系统软件设计要求  53-54
  5.3 三轴电控转台系统软件设计  54-61
    5.3.1 测试界面设计  55
    5.3.2 仿真界面设计  55-58
    5.3.3 硬件驱动设计  58
    5.3.4 多线程设计  58-59
    5.3.5 串口程序设计  59-61
  5.4 三轴电控转台系统性能指标检测  61-68
  5.5 小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-75
致谢  75

三轴电控转台控制方案设计与抗干扰问题研究

内容摘要

全文目录

相似论文