滚仰式导引头跟踪策略研究

为了简化滚转-俯仰式导引头的跟踪过程,提出并通过实验证明了一种应用于此结构的跟踪方案。通过分析滚-仰式导引头的工作原理及特性,提出基于解像旋机理跟踪目标的新方法,以简单、有效地应用于工程实际。与传统坐标转换法不同,新方法的精度受到光轴等机械误差的影响更小,容错率更高,适用性、实时性更强,且可以同时通过角速率陀螺数据作为反馈进行任意方向的扰动补偿。根据陀螺安装方式的不同,通过推导导引头稳定平台状态及导引头与弹体间的相对运动关系得到稳定公式,完成控制系统的设计。通过半实物仿真进行实验验证,静态跟踪实验结果证明了新的跟踪方法具有可实用性。在动态跟踪实验中分别使用传统坐标转换法和新提出的解像旋法进行跟踪。动态实验结果表明:解像旋法在存在载体扰动情况下仍然适用;相比传统坐标转换法,解像旋法较大幅度地提高了跟踪精度,x轴跟踪误差RMSE值减小了79.10%,y轴减小了90.04%。

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。

雷达伺服系统教学实验平台的探索与实践

为了让学生更直观地了解现代雷达操作系统,帮助学生掌握雷达伺服技术,设计并实现了一款新型雷达伺服系统教学实验平台。该实验平台主要包括雷达方位转台、伺服控制箱与控制计算机模块,该实验平台不仅涉及雷达伺服系统的工作原理,还融合了电子电路、C语言、控制器等方面的技术。该实验平台紧跟军校学生的任职岗位要求,能够承担雷达工程专业的主要实验项目,具有适应性强、可靠性高以及成本低的特点。

滚俯仰式红外导引头稳定平台控制与仿真

滚俯仰式红外导引头具有体积小、质量轻、视场大的特点,适应于现代红外导引头发展的需要。论述了滚俯仰式红外导引头的控制原理和伺服系统的组成,针对滚转、俯仰框架进行了系统建模,对稳定、跟踪、锁定回路进行了仿真,同时对滚转、俯仰框架进行了隔离度仿真测试,结果表明,设计良好的滚俯仰式红外导引头具有较低的稳态误差和较好的动态性能,及良好的抗干扰性能,满足系统要求。

动基座光电稳定平台伺服系统中加速度反馈的实现

在动基座光电稳定平台伺服系统中引入了加速度反馈闭环以提高其动态性能。考虑准确建立动基座光电稳定平台控制对象模型难度很大,该加速度反馈闭环没有基于控制对象模型,而是通过直接测量角加速度信号来实现。仿真、分析结果表明,加速度反馈闭环的引入有效提高了伺服系统动态力矩刚度,并改善了伺服系统起动、制动性能。引入加速度反馈闭环后,动基座光电稳定平台伺服系统对摩擦力矩抑制能力明显提高;对周期性扰动抑制能力提高了9.3dB;对速度阶跃响应超调量降低了4.9%,同时过渡过程也有极大的改善。该伺服系统不仅结构简单,鲁棒性强,且有较好的通用性。

小型惯性控制平台的设计

简述了小型惯性控制平台的组成和工作原理,运用动力学原理建立了台体结构模型。研究了各框架间台体平稳性和机械误差对平台的影响。通过采用小型捷联式/GPS组合航姿仪测量技术和控制技术,平台稳定和跟踪效果好,经测试负载能力3 kg,俯仰角摇摆范围-15°^+90°,方位角范围0~360°,水平姿态精度<0.2°,航向精度<0.3°。

陀螺稳定平台控制算法比较研究

针对一款实验教学陀螺稳定平台,文章分别采用常规PID控制算法,变参数PID控制算法和变参数自调节模糊PID控制算法对速率环进行控制。仿真结果表明,系统采用变参数自调节模糊PID控制算法响应速度快,超调量小,抗干扰能力强,较常规PID和变参数PID控制算法具有更好的动、静态性能。

机载稳定平台伺服系统故障分析及诊断方法研究

针对在恶劣环境下运行的随动稳定平台伺服系统,采用故障树分析法确定其故障类别和逻辑关系,基于粗糙集理论建立原始决策表,使用可辨识矩阵与遗传算法相结合的方法对其进行约简,以约简后的决策表作为学习样本,训练Elman神经网络后生成故障诊断模型,使用测试样本进行校验,故障诊断正确率达98%,表明了该诊断方法的可行性,对故障模型较为复杂的稳定平台伺服系统的诊断应用具有实践意义。

六自由度运动姿态模拟系统的研究

研究一种电液控制式六自由度运动姿态模拟系统 .通过对系统技术指标、结构特点和工作原理的分析和讨论 ,设计了六自由度摇摆台的机械结构、计算机控制系统 ;推导了摇摆台空间位置的逆解算法 ;将具有前馈的智能PID算法应用于对称阀控制非对称缸的位置伺服系统中 ,并进行了试验研究 ,其控制精度达到 0 .1m m以上 .摇摆台实际运行结果表明 ,该系统完全满足技术指标要求 ,同时具有承载能力大、控制精度高等优点 .

惯性稳定平台变置信度优化平滑CMAC复合控制

提出了一种基于变置信度(MC)及优化平滑算法(OS)的改进型小脑模型关节控制器(CMAC)复合控制方法,用于提高航空遥感惯性稳定平台控制系统指向精度及稳定性。首先,以CMAC学习过程中存储单元被激活的次数为依据,对存储单元设置不同的置信程度,提高了CMAC控制器的学习效率与控制精度,避免了系统动态跟踪中过学习发散现象而导致的控制系统精度下降甚至崩溃;其次,针对常规CMAC算法系统输出波动较大问题,加入优化权值算法,改善系统输出平滑性,提高了CMAC控制器的稳定性,避免了系统输出波动对电机及传动系统损害;最后对提出方法进行了仿真分析并利用实验室某三轴惯性稳定平台进行实验验证。实验结果表明:采用基于MC&OS的改进型CMAC复合控制方法后,稳定平台系统控制精度、响应速度及输出平滑稳定性均得到有效提高,动基座推车实验框架角位置水平跟踪误差RMS值为0.021 6°,相对PID与常规CMAC控制方法分别降低了55.09%和30.55%。

机载光电跟踪平台伺服系统自抗扰控制

摩擦非线性造成机载光电跟踪平台伺服系统低速不平稳性,增加了系统的稳态误差。常规PID控制难以满足光电跟踪平台高精度伺服系统的性能要求。采用一种新的二阶离散系统最速控制函数设计自抗扰控制器,将它作为机载光电跟踪平台伺服系统的位置环控制器。实验结果表明,当系统跟踪幅值为0.5°、频率为0.159Hz的正弦输入信号时,在0.5s之后,采用自抗扰控制的光电跟踪平台伺服系统的位置跟踪误差小于±(4.1×10-3)°,速度跟踪误差小于±0.024°/s,说明该自抗扰控制器有效地补偿了摩擦非线性,提高了伺服系统的位置和速度跟踪精度。

基于幅相裕度参数整定的二自由度IMC-PID导引头伺服系统设计

针对电视跟踪导引头光电平台伺服系统高精度,高频响,鲁棒性和可靠性的设计要求,提出并推导了一种基于幅相裕度参数整定的二自由度内模PID鲁棒控制的方法(IMC-PID).其特点是将PID控制、Smith预估控制、线性二次最优反馈控制等归纳到同一构架之下.利用幅相裕度整定控制器参数,增强了系统的实用性和鲁棒性.同时,文中给出了光电平台的伺服系统组成与硬件构成.仿真和实验表明,二自由度内模PID控制算法具有很好的跟踪特性和抗干扰特性,可以很好的满足系统的各项控制指标.

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。

天线双轴稳定平台伺服控制器的设计和实现

完成了天线双轴稳定平台伺服控制系统的硬件设计和软件实现,控制系统采用多闭环的变参数PID控制方案,实现了平台高精度和高可靠性控制。选取DSP和CPLD共同完成对无刷直流电机的控制,DSP将占空比和电机控制信号送至CPLD,CPLD根据三相霍尔信号,通过逻辑运算输出PWM波控制信号。这种控制方式即提高了运算速度,又大大减轻了DSP的负担。硬件设计主要围绕控制核心DSP展开,包括传感器信号的接入,数据处理,以及通信模块设计。软件设计主要包括伺服控制系统总体的软件设计和控制算法的软件设计。

四框架稳定跟踪平台原理样机设计与实现

为稳定并改造跟踪平台的性能,针对现有文献侧重于理论研究的问题,构建机载四框架稳定跟踪平台的原理样机。以某型号机载四框架稳定跟踪平台项目为研究对象,介绍平台的机械系统和电气控制系统,设计伺服控制回路和自动跟踪控制回路,并给出相应的控制策略。试验结果表明:该设计理论分析正确,控制系统合理。

数控机床用直线电机伺服试验平台开发及应用

在分析数控机床用直线电机驱动伺服系统动态特性的基础上,概括了直线伺服系统抑制外部扰动、提高稳态精度、提高动态响应速率以及增强鲁棒性的先进控制策略,研制了数控机床用直线电机驱动伺服系统综合试验平台及其调试软件,最后,指出了直线电机在使用过程中其他一些值得关注的技术问题。

基于线性运算功放模块PWM直流伺服系统设计与实现

平台伺服系统是许多机载平台中一个重要的组成部分,特别是对于机载SAR(Synthesize Aperture Radar)而言,平台由于直接与天线相连接,它的工作状态将直接影响到最后的成像质量。以线性运算放大器件OPA2541为主,通过使用该功放模块的电压比较功能,产生驱动电动机工作的PWM,从而实现对平台直流伺服系统中电机的控制,实验表明,经过这种方法对平台进行驱动控制可以取得很好的效果,满足工程实践的要求。

调制式旋转导向钻井系统稳定平台控制原理及性能分析

对调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理进行了研究,设计了由上、下涡轮发电机、控制轴及电子仓组成的三环控制稳定平台。对稳定平台性能的理论分析和仿真模拟结果表明,国内首创设计的发电机式稳定平台控制系统不但具有良好的稳定性、可控性和可观性,而且当钻井参数在较大范围内发生变化时,系统仍然具有很好的跟踪特性、抑制扰动特性、随动稳定特性及很强的抗干扰能力。

运动控制系统创新实践平台的设计与实现

实践性课程的建设是本科生教学改革的一个重要组成部分,基于运动控制系统实践平台的工程实践与科技创新课程是针对电气工程相关专业开设的实践性课程。首先介绍了"电气自动化控制系统设计和实践"的课程信息与体系规划,然后详细讲述了该课程平台的管理层、控制层和设备层的组成。最后结合两个系统案例介绍了运动控制系统创新实践平台的实现过程,综合体现了该创新实践课程教学对学生的实践能力及创新能力的培养与提高。

高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制

以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效果 ;介绍了以CCD图像或增量式码盘测角组成系统位置闭环 ,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环 ,附带电流反馈组成电机转矩 (电流 )环和速度、加速度前馈装置的前馈反馈复合控制系统 .组成伺服跟踪平台系统联调后测试结果表明 ,系统具有良好的动、静态性能指标和很好的控制效果 .