高精度陀螺稳定光电转塔稳速稳像关键技术研究
发布时间：2021-07-26 14:38
随着现代战争形态的转变和我军装备由机械化向信息化的快速发展,针对无人机、武装直升机、巡航导弹等低、小、慢目标日益增大的威胁,能够实现隐蔽侦查和目标跟踪的被动式搜跟系统的作用越来越突出。课题研究对象是具备高速搜索和目标稳定跟踪能力的光电转塔类精密指向机构,其在搜索和跟踪两个方面均有较高的精度要求。本文围绕如何提高精密指向机构的稳速精度、稳像精度和目标跟踪精度等问题,对陀螺稳定光电转塔的速度估计、扰动抑制、目标跟踪等方面进行了分析和研究。论文的研究工作包含以下几个部分:1.针对以绝对式编码器为位置测量元件的指向机构,从原理上分析了位置差分速度估计的误差和变步长差分估计的缺点,运用基于运动学状态空间模型的卡尔曼滤波和自适应卡尔曼滤波方法,进行了含噪声位置信号的速度估计。仿真结果表明,与其他速度估计方法相比,卡尔曼滤波方法测速精度较高,加入滤波参数自适应后滤波效果进一步提升。2.针对精密指向机构稳速回路的高精度控制问题,对比研究了该回路中非线性PID和常规PID控制的控制效果,并进行了仿真验证;采用基于扩张状态方程设计的扰动观测器来对稳速回路中的周期性扰动进行观测和补偿。仿真结果表明,扰动观测...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
精密指向机构武器平台
量精度可达1"，位置分辨力为0.0001°。此外，加速度位置与速度测量[3]。点是测量过程耗时短、实时性好，缺点是在速度测量种噪声会极大影响测量精度，进而影响速度控制精度。滤波虽然是有效的抑噪方法，但会降低实时性，影响者着重研究了基于编码器位置的速度实时估计方法。增方(b) 测速发电机 (c) 光电编码器.3 常用位置与速度测量元件
国防科技大学研究生院硕士学位论文压值的传感器，它结构简单，反应灵敏，具有较强的环境适应性和抗干扰特性，是位置模拟测量元件；测速发电机是一种直流发电机，是利用电磁感应原理将角速度转化为输出电压，测速线性较好，但结构中的电刷、换向器等元件的维护压力较大，同时体积大，对伺服系统结构设计要求高，是速度模拟测量元件。美国 CGC 公司研制的 53M-3C 转台和哈尔滨工业大学研制的 SCT-1 转台均采用旋转变压器作为位置和速度测量元件，位置测量精度可达1"，位置分辨力为0.0001°。此外，加速度计、圆光栅传感器等也可用于位置与速度测量[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊自适应PID的单轴转台控制系统[J]. 张爱华,倪建飞. 黑龙江科技大学学报. 2015(03)
[2]基于卡尔曼滤波的低速伺服系统速度信号估计[J]. 符玉襄,孙德新,刘银年. 电机与控制应用. 2015(05)
[3]基于LabView的伺服转台Stribeck摩擦测量系统[J]. 李玉霞,孟浩然,张斌,王帅. 液晶与显示. 2015(01)
[4]基于不变矩特征的红外成像制导跟踪算法研究[J]. 霍义华,黄彪,王雪梅,雍杨,罗冠泰,罗镇宝. 红外. 2014(07)
[5]BLDCM无速度传感器矢量控制速度估计方法[J]. 郭宇骞,陈明,陈宁,喻寿益,桂卫华. 控制工程. 2013(02)
[6]基于LuGre模型实现精密伺服转台摩擦参数辨识及补偿[J]. 于伟,马佳光,李锦英,肖靖. 光学精密工程. 2011(11)
[7]基于Stribeck摩擦模型的无刷直流电机控制系统设计与仿真[J]. 许宏,张怡,王凌,陈锡爱. 电机与控制应用. 2011(02)
[8]基于摩擦补偿观测器的转台控制器设计[J]. 周飞,卢京潮,蔡云鹏. 计算机测量与控制. 2010(06)
[9]机械系统中摩擦模型的研究进展[J]. 刘丽兰,刘宏昭,吴子英,王忠民. 力学进展. 2008(02)
[10]陀螺稳定平台视轴稳定系统自适应模糊PID控制[J]. 姬伟,李奇. 航空学报. 2007(01)
博士论文
[1]基于快速反射镜的高精度视轴稳定技术研究[D]. 汪永阳.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]基于检测前跟踪技术的多目标跟踪算法研究[D]. 易伟.电子科技大学 2012
[3]基于陀螺的舰载光电经纬仪视轴稳定技术研究[D]. 蔡立华.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]导引头伺服机构工作特性与先进测控方法研究[D]. 张文博.国防科学技术大学 2009
[5]光电稳定伺服机构的关键测控问题研究[D]. 张智永.国防科学技术大学 2006
[6]强杂波下机动目标跟踪技术研究[D]. 党莹.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2001
硕士论文
[1]无速度传感器的永磁同步电动机调速控制[D]. 韩飞飞.济南大学 2015
[2]光电跟踪系统的低速平稳性问题的研究[D]. 白雪瑾.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[3]高精度速率伺服系统分析与控制设计[D]. 白璐.哈尔滨工业大学 2013
[4]转台速率平稳性的研究[D]. 赵美玲.哈尔滨工业大学 2013
[5]高精度转台速率平稳性问题研究[D]. 陆旻.哈尔滨工业大学 2011
[6]周期性扰动的控制策略研究[D]. 王晶.浙江大学 2010
[7]基于重复控制方法的高精度速率伺服控制系统设计[D]. 葛翔.哈尔滨工业大学 2007
[8]三轴转台的神经网络控制研究及基于RTX控制软件设计[D]. 赵郁峰.四川大学 2005
本文编号：3303753
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
精密指向机构武器平台
量精度可达1"，位置分辨力为0.0001°。此外，加速度位置与速度测量[3]。点是测量过程耗时短、实时性好，缺点是在速度测量种噪声会极大影响测量精度，进而影响速度控制精度。滤波虽然是有效的抑噪方法，但会降低实时性，影响者着重研究了基于编码器位置的速度实时估计方法。增方(b) 测速发电机 (c) 光电编码器.3 常用位置与速度测量元件
国防科技大学研究生院硕士学位论文压值的传感器，它结构简单，反应灵敏，具有较强的环境适应性和抗干扰特性，是位置模拟测量元件；测速发电机是一种直流发电机，是利用电磁感应原理将角速度转化为输出电压，测速线性较好，但结构中的电刷、换向器等元件的维护压力较大，同时体积大，对伺服系统结构设计要求高，是速度模拟测量元件。美国 CGC 公司研制的 53M-3C 转台和哈尔滨工业大学研制的 SCT-1 转台均采用旋转变压器作为位置和速度测量元件，位置测量精度可达1"，位置分辨力为0.0001°。此外，加速度计、圆光栅传感器等也可用于位置与速度测量[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊自适应PID的单轴转台控制系统[J]. 张爱华,倪建飞. 黑龙江科技大学学报. 2015(03)
[2]基于卡尔曼滤波的低速伺服系统速度信号估计[J]. 符玉襄,孙德新,刘银年. 电机与控制应用. 2015(05)
[3]基于LabView的伺服转台Stribeck摩擦测量系统[J]. 李玉霞,孟浩然,张斌,王帅. 液晶与显示. 2015(01)
[4]基于不变矩特征的红外成像制导跟踪算法研究[J]. 霍义华,黄彪,王雪梅,雍杨,罗冠泰,罗镇宝. 红外. 2014(07)
[5]BLDCM无速度传感器矢量控制速度估计方法[J]. 郭宇骞,陈明,陈宁,喻寿益,桂卫华. 控制工程. 2013(02)
[6]基于LuGre模型实现精密伺服转台摩擦参数辨识及补偿[J]. 于伟,马佳光,李锦英,肖靖. 光学精密工程. 2011(11)
[7]基于Stribeck摩擦模型的无刷直流电机控制系统设计与仿真[J]. 许宏,张怡,王凌,陈锡爱. 电机与控制应用. 2011(02)
[8]基于摩擦补偿观测器的转台控制器设计[J]. 周飞,卢京潮,蔡云鹏. 计算机测量与控制. 2010(06)
[9]机械系统中摩擦模型的研究进展[J]. 刘丽兰,刘宏昭,吴子英,王忠民. 力学进展. 2008(02)
[10]陀螺稳定平台视轴稳定系统自适应模糊PID控制[J]. 姬伟,李奇. 航空学报. 2007(01)
博士论文
[1]基于快速反射镜的高精度视轴稳定技术研究[D]. 汪永阳.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]基于检测前跟踪技术的多目标跟踪算法研究[D]. 易伟.电子科技大学 2012
[3]基于陀螺的舰载光电经纬仪视轴稳定技术研究[D]. 蔡立华.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]导引头伺服机构工作特性与先进测控方法研究[D]. 张文博.国防科学技术大学 2009
[5]光电稳定伺服机构的关键测控问题研究[D]. 张智永.国防科学技术大学 2006
[6]强杂波下机动目标跟踪技术研究[D]. 党莹.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2001
硕士论文
[1]无速度传感器的永磁同步电动机调速控制[D]. 韩飞飞.济南大学 2015
[2]光电跟踪系统的低速平稳性问题的研究[D]. 白雪瑾.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[3]高精度速率伺服系统分析与控制设计[D]. 白璐.哈尔滨工业大学 2013
[4]转台速率平稳性的研究[D]. 赵美玲.哈尔滨工业大学 2013
[5]高精度转台速率平稳性问题研究[D]. 陆旻.哈尔滨工业大学 2011
[6]周期性扰动的控制策略研究[D]. 王晶.浙江大学 2010
[7]基于重复控制方法的高精度速率伺服控制系统设计[D]. 葛翔.哈尔滨工业大学 2007
[8]三轴转台的神经网络控制研究及基于RTX控制软件设计[D]. 赵郁峰.四川大学 2005
本文编号：3303753
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