两轴云台控制系统设计与研究
发布时间：2021-06-17 20:59
云台作为光电一体化设备的载体，用于搭载摄像头等专用设备,以拓展设备的自由度和工作空间,主要分为台体与控制系统两部分。传统云台控制系统因其体积大、处理速度有限、抗干扰能力差、稳态精度低等缺陷,重制约云台的发展。本文以两轴云台为研究对象,旨在开发一套精度高、响应快、稳定性良好的云台控制系统,满足设计指标要求。本文首先明确两轴云台的U型台体、减速机传动、永磁同步云台电机驱动的基本机械结构,构建云台电机基于同步旋转坐标系下的电机数学模型,确定系统的三闭环控制结构与矢量控制策略。其次,本文在三相电压逆变器控制算法设计中,详细对比了常规spwM算法、基于三次谐波注入的SPWM算法、基于均值零序分量注入的SPWM算法、基于极值零序分量注入的SPWM算法、基于交替零序分量注入的SPWM算法以及SVPWM算法,确定系统SVPWM三相电压逆变器接制算法的设计。在电流环设计中,本文详细对比了滞环控制律与PI控制律,确定系统PI电流控制器的设计。在速度环设计中,本文详细对比了PI控制律与滑模变结构控制律,确定系统滑模变结构速度控制器的设计。在位置环设计中,本文详细对比了PID控制律、滑模变结构控制律及模糊自整...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
云台的应用Fig.1-1Applicationofpan-tilt-zoom
图 1-2 FLIR PTU-D48E 云台 图 1-3 激光打印机Fig.1-2 Model FLIR PTU-D48E of pan-tilt-zoom Fig.1-3 Laser printer 国内云台发展现状相对各发达国家来说，我国对于云台的研究起步较晚，且仍然存在较大的差距，近年来国家对于高新科技研究的投入越来越大，我国的云台研究工作取得了较大快速缩小与发达国家之间的差距。在相机云台领域，我国思锐、佳鑫悦、缔而特、奥松、ram、大疆等品牌的云台可以媲美国际先进水平[14]。我国自二十世纪八十年代开始立体视觉云台的研究工作，呈现出多元化的色彩[中科院自动化所研制的多自由度立体视觉仿真平台、哈尔滨工业大学研制的遥控机器人等[16]。在全方位云台领域，我国航空工业所的 T6 型云台，其水平轴的运行速度为 0.000 ，其俯仰轴的运行速度为 0.01 ~50 ，其水平运动范围为 2 70 ，仰俯运 0 ~ +150 ，其定位精度可达 0.00573 。我国光电技术研究所研制的机载稳瞄 1-4 所示，其定位精度可达 0.00825 。我国长春光机研究所研制的轻型陀螺稳[17]
图 1-2 FLIR PTU-D48E 云台 图 1-3 激光打印机Fig.1-2 Model FLIR PTU-D48E of pan-tilt-zoom Fig.1-3 Laser printer 国内云台发展现状相对各发达国家来说，我国对于云台的研究起步较晚，且仍然存在较大的差距，近年来国家对于高新科技研究的投入越来越大，我国的云台研究工作取得了较大快速缩小与发达国家之间的差距。在相机云台领域，我国思锐、佳鑫悦、缔而特、奥松、ram、大疆等品牌的云台可以媲美国际先进水平[14]。我国自二十世纪八十年代开始立体视觉云台的研究工作，呈现出多元化的色彩[中科院自动化所研制的多自由度立体视觉仿真平台、哈尔滨工业大学研制的遥控机器人等[16]。在全方位云台领域，我国航空工业所的 T6 型云台，其水平轴的运行速度为 0.000 ，其俯仰轴的运行速度为 0.01 ~50 ，其水平运动范围为 2 70 ，仰俯运 0 ~ +150 ，其定位精度可达 0.00573 。我国光电技术研究所研制的机载稳瞄 1-4 所示，其定位精度可达 0.00825 。我国长春光机研究所研制的轻型陀螺稳[17]
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种光电编码器精度自动检测系统[J]. 董凯炎,史姝倩,刘杰,王书博. 传感技术学报. 2019(03)
[2]实心圆柱式永磁同步电机转子偏心气隙磁场的空间和频率特性[J]. 张岩岩,周健,耿海鹏,虞烈. 电机与控制应用. 2018(12)
[3]基于SVPWM电动汽车永磁同步电机控制系统仿真研究[J]. 陈方辉. 机械工程与自动化. 2018(06)
[4]A flight experimental platform for synchrophasing control based on a small propeller UAV[J]. CAO YunFei,HUANG XiangHua,SHENG Long,WANG ZhiPeng. Science China（Technological Sciences）. 2018(12)
[5]基于矢量控制的小型增稳云台电机伺服系统[J]. 陈鼎,李扬,陈少浩,王智,张晓栋. 微电机. 2018(09)
[6]基于电压空间矢量的类正弦滞环电流控制策略[J]. 赵红雁,李艳,杜吉飞,郑琼林,李丹勇,石璞. 电网技术. 2018(02)
[7]基于Matlab仿真设计的直接转矩控制技术[J]. 于楠楠. 微处理机. 2017(06)
[8]基于ARM的伺服转台控制系统设计[J]. 王颢锦,李久龙. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(06)
[9]基于Larsen模型的模糊PID液位控制系统[J]. 王文庆,王敏. 西安邮电大学学报. 2017(03)
[10]PMSM-SVPWM与PMSM-SPWM矢量控制系统对比研究[J]. 蒋冬政,潘峥嵘,叶建中. 电子设计工程. 2017(05)
博士论文
[1]永磁同步电机调速系统滑模变结构控制若干关键问题研究[D]. 张晓光.哈尔滨工业大学 2014
[2]测绘相机标定转台结构系统关键技术研究[D]. 田学光.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
硕士论文
[1]内置式永磁同步电机十二扇区直接转矩控制方法研究[D]. 艾祥.新疆大学 2018
[2]基于无源性的永磁同步电机控制系统研究[D]. 何洁.兰州交通大学 2018
[3]基于滑模控制的永磁交流伺服系统研究[D]. 魏维.北京交通大学 2018
[4]太阳电池标定用高精度跟踪控制系统研究[D]. 史顺东.燕山大学 2017
[5]二自由度云台视觉伺服系统研究与应用[D]. 阳春分.华南理工大学 2017
[6]下料工业机器人控制系统设计与实现[D]. 朱庆爽.南京航空航天大学 2017
[7]空间小型高精度交流伺服转台的研制[D]. 李哲.哈尔滨工业大学 2016
[8]直驱永磁风力发电系统最高效率控制策略的研究[D]. 靳海鹏.哈尔滨理工大学 2016
[9]永磁同步/双凸极并列式混合励磁电机驱动控制技术研究[D]. 蒋奎.南京航空航天大学 2016
[10]转台控制系统的性能评估与性能改进[D]. 吴浩.内蒙古科技大学 2015
本文编号：3235910
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
云台的应用Fig.1-1Applicationofpan-tilt-zoom
图 1-2 FLIR PTU-D48E 云台 图 1-3 激光打印机Fig.1-2 Model FLIR PTU-D48E of pan-tilt-zoom Fig.1-3 Laser printer 国内云台发展现状相对各发达国家来说，我国对于云台的研究起步较晚，且仍然存在较大的差距，近年来国家对于高新科技研究的投入越来越大，我国的云台研究工作取得了较大快速缩小与发达国家之间的差距。在相机云台领域，我国思锐、佳鑫悦、缔而特、奥松、ram、大疆等品牌的云台可以媲美国际先进水平[14]。我国自二十世纪八十年代开始立体视觉云台的研究工作，呈现出多元化的色彩[中科院自动化所研制的多自由度立体视觉仿真平台、哈尔滨工业大学研制的遥控机器人等[16]。在全方位云台领域，我国航空工业所的 T6 型云台，其水平轴的运行速度为 0.000 ，其俯仰轴的运行速度为 0.01 ~50 ，其水平运动范围为 2 70 ，仰俯运 0 ~ +150 ，其定位精度可达 0.00573 。我国光电技术研究所研制的机载稳瞄 1-4 所示，其定位精度可达 0.00825 。我国长春光机研究所研制的轻型陀螺稳[17]
图 1-2 FLIR PTU-D48E 云台 图 1-3 激光打印机Fig.1-2 Model FLIR PTU-D48E of pan-tilt-zoom Fig.1-3 Laser printer 国内云台发展现状相对各发达国家来说，我国对于云台的研究起步较晚，且仍然存在较大的差距，近年来国家对于高新科技研究的投入越来越大，我国的云台研究工作取得了较大快速缩小与发达国家之间的差距。在相机云台领域，我国思锐、佳鑫悦、缔而特、奥松、ram、大疆等品牌的云台可以媲美国际先进水平[14]。我国自二十世纪八十年代开始立体视觉云台的研究工作，呈现出多元化的色彩[中科院自动化所研制的多自由度立体视觉仿真平台、哈尔滨工业大学研制的遥控机器人等[16]。在全方位云台领域，我国航空工业所的 T6 型云台，其水平轴的运行速度为 0.000 ，其俯仰轴的运行速度为 0.01 ~50 ，其水平运动范围为 2 70 ，仰俯运 0 ~ +150 ，其定位精度可达 0.00573 。我国光电技术研究所研制的机载稳瞄 1-4 所示，其定位精度可达 0.00825 。我国长春光机研究所研制的轻型陀螺稳[17]
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种光电编码器精度自动检测系统[J]. 董凯炎,史姝倩,刘杰,王书博. 传感技术学报. 2019(03)
[2]实心圆柱式永磁同步电机转子偏心气隙磁场的空间和频率特性[J]. 张岩岩,周健,耿海鹏,虞烈. 电机与控制应用. 2018(12)
[3]基于SVPWM电动汽车永磁同步电机控制系统仿真研究[J]. 陈方辉. 机械工程与自动化. 2018(06)
[4]A flight experimental platform for synchrophasing control based on a small propeller UAV[J]. CAO YunFei,HUANG XiangHua,SHENG Long,WANG ZhiPeng. Science China（Technological Sciences）. 2018(12)
[5]基于矢量控制的小型增稳云台电机伺服系统[J]. 陈鼎,李扬,陈少浩,王智,张晓栋. 微电机. 2018(09)
[6]基于电压空间矢量的类正弦滞环电流控制策略[J]. 赵红雁,李艳,杜吉飞,郑琼林,李丹勇,石璞. 电网技术. 2018(02)
[7]基于Matlab仿真设计的直接转矩控制技术[J]. 于楠楠. 微处理机. 2017(06)
[8]基于ARM的伺服转台控制系统设计[J]. 王颢锦,李久龙. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(06)
[9]基于Larsen模型的模糊PID液位控制系统[J]. 王文庆,王敏. 西安邮电大学学报. 2017(03)
[10]PMSM-SVPWM与PMSM-SPWM矢量控制系统对比研究[J]. 蒋冬政,潘峥嵘,叶建中. 电子设计工程. 2017(05)
博士论文
[1]永磁同步电机调速系统滑模变结构控制若干关键问题研究[D]. 张晓光.哈尔滨工业大学 2014
[2]测绘相机标定转台结构系统关键技术研究[D]. 田学光.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
硕士论文
[1]内置式永磁同步电机十二扇区直接转矩控制方法研究[D]. 艾祥.新疆大学 2018
[2]基于无源性的永磁同步电机控制系统研究[D]. 何洁.兰州交通大学 2018
[3]基于滑模控制的永磁交流伺服系统研究[D]. 魏维.北京交通大学 2018
[4]太阳电池标定用高精度跟踪控制系统研究[D]. 史顺东.燕山大学 2017
[5]二自由度云台视觉伺服系统研究与应用[D]. 阳春分.华南理工大学 2017
[6]下料工业机器人控制系统设计与实现[D]. 朱庆爽.南京航空航天大学 2017
[7]空间小型高精度交流伺服转台的研制[D]. 李哲.哈尔滨工业大学 2016
[8]直驱永磁风力发电系统最高效率控制策略的研究[D]. 靳海鹏.哈尔滨理工大学 2016
[9]永磁同步/双凸极并列式混合励磁电机驱动控制技术研究[D]. 蒋奎.南京航空航天大学 2016
[10]转台控制系统的性能评估与性能改进[D]. 吴浩.内蒙古科技大学 2015
本文编号：3235910
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3235910.html
