天线伺服系统的键合图建模及分析

发布时间：2018-03-05 11:30

  本文选题：伺服系统　切入点：键合图　出处：《西安电子科技大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着大型天线工作频率的不断提高,对伺服系统跟踪性能提出了越来越高的要求。能否准确高效地建立系统模型,并实现快速仿真分析,已成为制约大型天线性能提高的重要因素之一。本文针对复杂天线伺服系统建模效率低、仿真速度慢等问题,提出了一种基于键合图的天线伺服系统参数化建模方法。针对典型俯仰-方位型天线伺服系统,首先,分别建立了伺服机构的键合图模型与多刚体设计模型,分析了各自的建模和仿真效率。其次,引入参数同步机制,实现设计模型与键合图模型间参数的同步传递,并进行了对比仿真分析。最后,研究了伺服控制系统的键合图建模方法,以双电机驱动天线伺服机构的PID控制为例进行了分析,并分析了非线性环节对系统跟踪性能的影响机理,针对摩擦与齿隙分别建立了摩擦观测器和消隙控制器的键合图模块。并以7.3米俯仰-方位型天线为例进行了仿真分析,结果表明,本文采用的键合图参数化建模方法,通过参数同步机制,实现了伺服机构设计模型与键合图模型的无缝连接,提高了键合图建模效率,加快了仿真分析速度,为天线伺服系统的高效建模和快速仿真提供了技术手段。
[Abstract]:With the continuous improvement of the working frequency of large antennas, the tracking performance of servo system is demanded more and more. Can the system model be established accurately and efficiently, and the fast simulation analysis is realized. This paper aims at the problems of low modeling efficiency and slow simulation speed of complex antenna servo system. A parameterized modeling method of antenna servo system based on bond graph is proposed. For typical pitch-azimuth antenna servo system, the bond graph model and multi-rigid body design model of servo mechanism are established respectively. The efficiency of modeling and simulation is analyzed. Secondly, the synchronous transfer of parameters between the design model and the bond graph model is realized by introducing the parameter synchronization mechanism, and the simulation results are compared. The bond graph modeling method of servo control system is studied. The PID control of dual motor driven antenna servo mechanism is analyzed as an example, and the influence mechanism of nonlinear link on the tracking performance of the system is analyzed. The bond graph modules of friction observer and clearance elimination controller are established for friction and tooth gap respectively. The simulation analysis is carried out with the example of the 7.3-meter pitch-azimuth antenna. The results show that the parametric modeling method of bond graph is used in this paper. Through the parameter synchronization mechanism, the design model of servo mechanism and the bond graph model are seamlessly connected, the efficiency of bond graph modeling is improved, and the speed of simulation analysis is accelerated. It provides a technical means for efficient modeling and fast simulation of antenna servo system.
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN820

【共引文献】

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本文编号：1570089