制导火箭弹一维稳定平台控制系统设计与分析

针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组成。其中制导火箭弹舵机分为上舵机、横舵机与下舵机。对上舵机与横舵机选用凸极型永磁同步电机,下舵机选用绕线转子型永磁同步电机。对3个永磁同步电机分别采用改进型滑模观测器、高频脉振电压信号注入法与模型参考自适应法的无速度传感器矢量控制方法。模型仿真结果表明,所设计的一维稳定平台控制系统能够准确估算电机转子位置与转速且运行平稳、精度高、鲁棒性高,所使用的3种控制方法相互补充,控制精度更为精准,最后验证在高中低速下系统的控制性能较高,为实际制导火箭弹一维稳定平台控制系统的研制提供一种新型设计思路。

旋转导向系统稳定平台自适应动态面控制

井下的多种干扰因素为旋转导向系统稳定平台的控制器设计增加了复杂性。为了应对未知摩擦力矩和建模误差对稳定平台的不良影响,提出一种自适应神经网络动态面控制方法,该方法使用RBF神经网络逼近摩擦及干扰力矩,设置状态观测器获取由于相关参数不确定导致的建模误差,并引入动态面方法避免传统反步控制带来的“微分爆炸”,最后使用李雅普诺夫法证明系统的稳定性。结果表明,该控制方法在稳定平台模型存在摩擦力矩、未知干扰和建模误差的情况下,仍能使工具面角准确、快速地跟踪输入指令信号,具有较好的自适应性和鲁棒性。

探测器阵列高精度二维标定平台控制系统设计

为了实现快速、高精度探测器阵列标定,对探测器阵列高精度二维标定平台控制系统进行了研究,设计了采用单片机控制步进电机加编码器的闭环位移控制系统。介绍了该平台的标定原理和硬、软件控制系统设计,并对控制PID算法进行了研究,最后搭建了标定系统对控制系统进行综合测试。实验结果表明该控制系统有良好的控制能力,平台在600 mm×600 mm的有效行程内定位精度可达-11~12μm,十次单点测试数据变异系数为0.13%,连续模式下平均测量误差为1.65%。该平台设计满足探测器阵列的标定要求,为探测器阵列标定提供了一种有效手段。

舰载二维稳定平台的伺服系统抗扰分析

为了提高舰载二维稳定平台船摇隔离效果与稳定精度,对比分析了速度前馈比例-积分(PI)控制器和线性自抗扰控制器的控制效果。首先,在二维稳定平台伺服系统数学模型的基础上,分别设计了基于船摇速度前馈的PI控制器和线性自抗扰控制器,并在仿真软件中建立了仿真模型;然后,以实际的船摇运动数据作为激励输入控制模型,分析了常规PI控制、速度前馈PI控制以及线性自抗扰控制的纵摇框架的稳定精度,仿真结果表明线性自抗扰控制稳定精度明显优于速度前馈PI控制;最后,通过海上试验验证了基于线性自抗扰控制的二维稳定平台具有较高的稳定精度,能够满足稳定平台伺服系统的工程化应用和性能指标要求。

海上石油平台电网安全稳定控制系统

对实现海上石油平台电力组网的关键技术——能量管理系统(EMS)进行了研究。基于对电网各种运行方式的潮流计算分析和故障仿真计算,对EMS的频率控制、有功功率(频率)控制、电压无功控制、优先脱扣控制、高周切机控制、通信中断控制等控制策略的研究以及电网正常及故障情况下EMS的控制效果分析,制定了完善的电力组网及其EMS控制解决方案并在海上某油田进行了实施。对实施电力组网和EMS控制前、后的供电效果作了对比,结果表明实施电力组网和EMS控制后,电网的供电可靠性大大提高,抗冲击性能增强,备用机组数量减少,运行维护工作量减少,节省了投资。

光电稳定平台控制系统中数字滤波技术研究

光电稳定平台控制系统中,测量信号中包含的随机噪声对系统的控制性能影响很大,数字滤波是滤除噪声的有效手段。由于采样频率、实时性的要求和控制系统硬件的限制,并非所有的数字滤波技术均能在稳定平台控制系统中应用。介绍了几种稳定平台中应用的数字滤波方法,并对实验结果和在实验使用中应注意的问题进行了分析。

高精度稳定平台伺服控制系统设计与实现

为了准确地跟踪目标和快速地隔离外界扰动,设计了一种以DSP控制器为核心的稳定平台伺服控制系统。结合该稳定平台实际设计过程,从系统的工作原理和总体结构,主要元器件选型及控制系统软件设计、硬件设计等方面进行了详细介绍,设计了系统的位置环、稳定环控制算法。实验结果表明,该系统硬件结构简单,稳定性好,实时性强,具有良好的稳态和动态性能,能够满足稳定平台系统的性能要求。

汽车动力学稳定性控制系统试验平台

开发了动力学稳定性控制系统的试验平台.介绍了试验平台的硬件组成,包括检测汽车运动状态的传感器、电子控制单元的快速开发原型和专用的液压控制单元,并制定了基本的控制策略和系统关键控制参数的计算方法.实车试验结果表明,基于该试验平台,能够很好地实现动力学稳定性控制系统的实时算法验证和快速实车匹配.试验平台的开发,为下一步的研究和标定工作打下良好基础.

旋转导向钻井系统稳定平台变结构控制研究

通过构建旋转导向钻井系统稳定平台的数学模型和分析稳定平台的工作环境,提出了稳定平台变结构控制方案。验证了稳定平台控制系统对于变结构控制的不变性条件,构造了滑动模态。采用指数趋近率和柔化符号函数法,设计了大幅度削减振颤的控制律。对设计出的变结构控制系统进行了计算机仿真和地面模拟试验,结果表明,该控制算法鲁棒性强,控制精度比较高,跟踪速度快,具有良好的控制效果。

动基座光电平台视轴自稳定控制系统设计

为了消除基座晃动对光电平台稳定跟踪目标的影响,分析了动基座扰动抑制的原理,建立了动基座光电平台视轴稳定的控制系统模型。该系统模型通过组合惯导平台测得动基座摇摆的姿态数据,利用坐标转换公式计算出修正动基座扰动所需的光电平台速度顺馈数据,再将此速度顺馈数据送到光电平台速度回路参与动基座扰动抑制运算,实现光电平台在动基座扰动下的视轴稳定跟踪。经过某型号动基座光电平台的实际验证,设计的动基座光电平台视轴稳定系统在5级海况下可以做到电视跟踪下船摇隔离度大于59dB,单杆手动跟踪模式下船摇隔离度大于25dB。实验结果表明:设计的动基座光电平台视轴稳定系统有效地抑制了基座扰动对光电平台稳定跟踪目标的影响,提高了光电平台在基座晃动下的跟踪精度。

航空遥感惯性稳定平台建模与控制系统设计

采用Newton-Euler法对航空遥感三轴惯性稳定平台进行动力学建模,建立了控制系统模型,进行了控制系统的设计与稳定回路校正,经过PI校正后,稳定回路开环带宽为6.56 rad/s,开环相角裕度为68°。提出了一种基于手柄的惯性稳定平台方位框手动控制策略,通过实时向稳定平台上位机发送命令,控制稳定平台方位框向预定位置转动,实现基于手柄的惯性稳定平台方位框手动控制。利用实验室研制的轻小型三轴惯性稳定平台对提出策略进行了静态和动态实验验证。结果表明:方法可靠有效,满足了航空遥感载荷使用要求。

基于FPGA的无人机SAR天线稳定平台控制系统设计

为了满足无人机SAR成像对天线波束指向平稳性的要求,设计了一种基于FPGA的天线稳定平台控制系统。FPGA接收姿态传感器和DGPS/INS组合系统输出的姿态信息,采用数字滤波、数字PID控制实现对SAR天线指向的平稳控制。该系统具有实时性好、集成度高、小型化、低成本、低功耗等特点。通过大量实验验证,实验结果表明该系统性能良好,满足设计要求。

基于嵌入式计算机的稳定平台控制系统设计

针对稳定平台控制系统要求体积小、功耗低、抗干扰能力强等一系列特点,设计了一套以80×86架构嵌入式计算机为核心的机载三轴稳定平台控制系统;利用惯性坐标系、载体坐标系和天线平台坐标系之间的变换原理,设计了一种可以隔离载体干扰角运动并实现目标稳定跟踪的稳定平台双回路控制系统模型,并通过Matlab仿真验证了控制方法的正确性;详细设计了包括嵌入式计算机的各模块组成及连接,光电编码器、陀螺仪、GPS等惯性敏感元件的选型和配置,主控制程序及地面遥测计算机软件的流程与功能;现场试验结果表明,稳定平台目标跟踪误差范围达到±0.5°的设计要求。

陀螺稳定平台伺服系统非线性特性补偿控制

在详细分析导引头陀螺伺服稳定平台系统模型和运行特性的基础上,提出采用带非线性加速度负反馈并联校正环节的变速积分PID控制算法。功能样机试验运行效果表明,该系统具有快速的动态响应和较强的抗非线性干扰能力,满足了设计指标要求。

光电平台伺服系统稳定环结构谐振自抗扰控制

结构谐振可能造成系统不稳定,限制机载光电平台伺服系统的跟踪精度和动态响应速度。根据零极点配置原理,采用名义控制量进行自抗扰控制器的设计,利用该自抗扰控制器补偿光电平台伺服系统稳定环的结构谐振。仿真实验结果表明它较好地抑制了结构谐振对伺服系统的影响,提高了光电平台稳定环的速度跟踪精度,并且对结构谐振传递函数中参数较大范围的变化具有鲁棒性。

虚拟环境中六维动感平台控制系统的设计

针对采用Stewart机构架构的六维动感平台 ,概述了该平台的应用背景、结构特点 ,对该平台进行了运动学建模 ,并结合虚拟现实技术对运动仿真的要求 ,详细讨论了基于PMAC(多轴运动控制卡 )的主从式控制系统的硬件平台、软件模块、系统的实时性。

基于自抗扰控制器的重力稳定平台控制系统研究

重力稳定平台系统是一类难以获得精确模型的复杂非线性不确定的运动系统,由于存在机械谐振、力矩耦合负载变化及电气参数波动等因素的影响,并且稳定平台系统要求具有响应速度快,抗干扰能力强,稳态精度高等优良特性。但这些性能指标之间是有矛盾的。针对这一问题,设计了基于重力稳定平台控制系统的自抗扰控制器,并进行了Simulink仿真。仿真结果表明,该系统具有很好的响应特性、自适应性和速度快,具有很高的稳态精度,而且系统对参数变化不敏感,鲁棒性和抗干扰性都很强。

双轴稳定平台数字控制系统的TMS320C25设计和实现

本文讨论了某双轴稳定平台数字控制系统的ＴＭＳ３２０Ｃ２５设计和实现，给出了系统设计、硬件实现、软件流程及实验结果。

汽车动力学稳定性控制系统开发平台研究

以硬件在环仿真和道路性能试验两个典型阶段为例,基于AUTOBOX组件设计了汽车动力学稳定性控制(VDSC)系统开发平台,以TMS320F2812为核心,针对系统功能需求采用模块化方法设计VDSC系统的控制单元,并依据VDSC系统的各个开发阶段的不同目标制定硬件配置方案。试验结果表明,基于所设计的开发平台能够很好地实现VDSC系统各开发阶段的不同目标。研究结果为VD-SC系统研究提供了一种开放可行的开发方法。

低维网络控制系统的鲁棒稳定性分析

针对网络控制系统中普遍存在的通讯延迟问题,对一般的二维高速率数据传输网络进行了鲁棒稳定性分析,得出了闭环系统的稳定性随系统参数特别是延迟之间的变化规律,为实现低维网络控制系统的稳定性提供了理论依据,并给出实验结果,证实了所提出理论的正确性。