两自由度伺服稳定平台设计与实现

发布时间：2020-06-11 06:49

【摘要】：本课题以某舰载炮弹脱靶量雷达系统为研究背景,当舰船受到海浪、海风等海洋扰动后其姿态会发生变化,进而影响到舰船上雷达检测炮弹脱靶数据的稳定性和可靠性,雷达安装基座必须安装在一个能隔离载体扰动的稳定平台上,保证雷达基座和惯性的各自参考系保持稳定。基于此需求,本课题以两自由度伺服稳定平台为对象,针对该稳定平台完成方案设计、工程设计、理论仿真、算法和软件设计、成果展示和试验数据分析。首先,推导稳定平台自稳定原理的隔离方程,介绍并联结构两自由度稳定平台的结构设计,通过对稳态误差分析提出适合本课题产品的复合控制结构。其次,以设计指标为依据,结合方案设计中选定的并联结构方案和伺服控制结构,对机械传动部件(电动缸和电动机)、惯性测量(姿态仪和陀螺仪)和控制系统部件(伺服驱动器、运动控制器和控制箱)等关键部件和元器件进行设计选型,完成本课题工程设计中硬件的设计选型。然后,从总体控制结构入手,进行电流环、速度环和位置环的校正分析,并通过系统整体仿真和工程实践精度分析,从理论上验证工程设计硬件选型的正确性。以软件参数化、模块化为设计理念,遵循GJB5000A软件开发标准进行软件开发,分别介绍数据采集、CANopen总线通信和PI复合控制算法程序的软件具体实现,完成工程设计中软件部分的设计工作。最后,对两自由度伺服稳定平台在摇摆台带载和在实际海况舰船上所测量的数据进行误差分析,对本课题工作进行总结并提出以后继续研究的方向。
【图文】：

该领域展开的脱靶量测量技术研究一直属于国内外重点关弹的脱靶测量主要方法有三种：光学设备测量脱靶量。光学测量时，弹靶交会过程可以通过视，测量精度高；缺点是容易受到气象条件干扰，增加数据的处理 GPS 测量脱靶量。利用 GPS 定位功能测量脱靶量，测量精度件的干扰小；缺点是 GPS 接收机数据采样率不高，而舰载炮弹速值处理，降低了脱靶量测量精度，此外 GPS 测量还需要对炮弹使用成本高。雷达测量脱靶量。雷达优点是不受气象条件影响，作用距离远角、测距及测速，适应性好；缺点是采样率比光学设备低。达检测炮弹脱靶量示意图如图 1-1 所示，雷达架设在舰船顶部位船拖带的靶船上架设有信号源，炮弹从径向方向射击靶船，雷可同时检测靶船与炮弹舰船的方位角度和距离。根据雷达测量炮弹的脱靶量。

图 1-2 卫星通信设备舰载稳定平台 图 1-3 STAMP 稳定平台图 1-4 海上稳定引桥装置 图 1-5 Compass 型光电吊舱平台表 1-1 国外部分型号光电设备稳定平台指标[14]国家及型号/用途DOF维数工作范围调整速度 MAX稳定精度方位 俯仰国 机载摄像系统 3 N×360° 50 色列ESP-1H 2 N×360° +10°～-110° 50°/s 15 ESP-600C 2 +10°～-110° 40°/s 0.5m
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U674.703.5

【参考文献】

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本文编号：2707534