农业惯导测试转台方位轴系的低速稳定性研究

发布时间：2020-05-17 06:01

【摘要】：测试转台作为测试惯性导航主要的试验平台设备,对航空、航天工业的发展有着举足轻重的地位,同时对精准农业的发展也至关重要。测试转台的性能会影响到惯性导航设备的性能,因此绝对不容忽视。评价测试转台性能的一项关键指标即为测试转台的低速平稳性,本文主要研究与分析如何改善测试转台的低速平稳性。影响测试转台低速性能的因素众多,如摩擦力矩、电机的波动力矩、测量噪声等。但当转台在低速运行时,摩擦力矩是影响测试转台低速平稳性的最主要因素。因此,从摩擦力矩方面入手,研究与分析摩擦力矩如何影响测试转台低速性能,以及如何对其进行补偿控制,从而改善测试转台的低速平稳性。通过阅读大量的文献,对国内外测试转台的研究现状、摩擦特性、摩擦模型的分类有了一定的了解,本文以哈尔滨工业大学研制的三轴测试转台为研究对象,主要针对三轴测试转台的方位轴系进行摩擦补偿控制的分析与研究。主要研究内容如下:(1)分析了摩擦力矩、电机的波动力矩、测量噪声等是如何影响测试转台低速平稳性的,给出了评估测试转台速率的方法,列举了摩擦力矩的补偿控制方法。(2)采用基于摩擦模型的补偿控制方法对摩擦力矩进行补偿控制。选取LuGre摩擦模型,采用两步辨识法来对LuGre摩擦模型进行参数辨识。首先,通过对三轴测试转台的方位轴系进行实验操作,获取实验数据。采用遗传粒子群算法对实验数据进行Stribeck曲线拟合,辨识出LuGre摩擦模型的静态参数。然后采用局部线性化法的近似估计法估计出LuGre摩擦模型的动态参数。(3)对三轴测试转台的框架进行结构优化,最大程度上减轻三轴测试转台的框架质量,从而减小各轴系的转动惯量,提高三轴测试转台低速运行时的平稳性。在辨识出精确的LuGre摩擦模型的基础上,分别采用PID控制策略、基于固定参数的LuGre摩擦模型控制策略进行仿真,在MATLAB/Simulink模块中搭建仿真模型,比较两种不同控制策略对摩擦力矩的控制效果。(4)对三轴测试转台的方位轴系进行低速控制实验,首先列举出几组未进行摩擦补偿控制时的不同斜率下的斜坡响应曲线,之后采用PID控制策略和基于固定参数的LuGre摩擦模型控制策略分别在三轴测试转台方位轴系的最低平稳速度下进行摩擦补偿控制,比较三轴测试转台方位轴系在实际低速运行时两种控制策略的控制效果。实验与仿真结果表明,基于固定参数的LuGre摩擦模型控制更好地解决了摩擦对三轴测试转台方位轴系低速性能的影响,也证明了本文设计的控制方法的有效性。
【图文】：

曲线,速度关系,摩擦力,润滑膜

两接触面之间很难形成润滑膜，，由固爬行现象与此阶段有很大关系。阶段：此阶段相互接触的物体表面局部处于面的相对运动速度提高时，润滑膜逐渐加速度的增大而减小表现出负斜率特性即 S出。阶段：随着速度的一直增加，润滑膜全部形粘性摩擦力为主，与速度成正比。因此，

效应,当物,摩擦力

Dahl效应
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN96;S237

【相似文献】