小型双自由度方位跟踪云台系统的研制

发布时间：2020-12-15 02:36

　　惯性导航系统以其完全自主、不依赖外部信息、隐蔽性好等优点广泛应用在航空、航天、航海等军民领域中。定向寻北系统作为惯性导航系统中的重要分支,其在军事及民用定向应用日渐广泛,系统级产品的研制方向朝着高精度、小体积、高可靠性的方向发展。本文以某型地面照射指引系统为背景,根据系统体积小、重量轻、便于单人携带的需求,结合地照系统工作流程,研制了一种小型双自由度方位跟踪云台系统,通过快速架设并启动,在短时间内完成寻北,并对目标进行实时跟踪,从而解析目标所定位的地理信息。根据研究背景提出的指标要求,对系统误差进行分析及分配,为传感器选型提供依据,确定采用动力调谐陀螺仪实现陀螺寻北功能;采用金属调平水泡代替传统加速度计调平补偿;采用高精度光电编码器和角度传感器作为方位轴和俯仰轴的敏感器件,实现高精度方位跟踪测量的技术路线。陀螺寻北方面设计了基于动力调谐陀螺仪的模拟伺服回路,包括前放电路、相敏解调、陷波、校正网络及功放电路等模块,对各部分传递函数进行理论推导和校正,保证陀螺具有优异的幅值裕度和相角裕度,实现陀螺稳定闭环控制和高精度测量。云台控制电路方面以dsPIC30F6014A单片机为控制核心,通过软... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 惯性导航系统
        1.1.2 寻北定向系统特点及应用
    1.2 国内外相关研究概况及发展趋势
        1.2.1 惯性导航系统的国内外概况
        1.2.2 陀螺仪的国内外概况
        1.2.3 寻北系统的国内外研制概况
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本文章节安排
2.云台系统的工作原理及整体方案概述
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 精度指标要求
        2.1.2 云台系统电源电压以及功耗要求
    2.2 方案选型
    2.3 云台系统方案设计
        2.3.1 系统误差分析及仪表精度选择
        2.3.2 系统工作原理
        2.3.3 系统工作流程
    2.4 本章小结
3 云台系统结构
    3.1 系统坐标系定义
    3.2 云台结构简介
    3.3 本章小结
4 云台系统电路设计
    4.1 二次电源设计
    4.2 陀螺伺服回路设计
        4.2.1 伺服回路方案设计
        4.2.2 伺服回路电路设计实现
    4.3 控制电路设计
        4.3.1 控制电路板陀螺电源设计
        4.3.2 控制电路板控制电路设计
    4.4 本章小结
5 云台软件设计
    5.1 云台系统过程软件设计
        5.1.1 过程控制软件作用及工作流程
        5.1.2 过程控制软件模块划分
    5.2 数据处理软件设计
        5.2.1 寻北解算
        5.2.2 跟踪测角
        5.2.3 数据去噪滤波
        5.2.4 误差补偿算法
    5.3 本章小结
6 云台系统标定
    6.1 云台测试系统开发
        6.1.1 测试需求分析
        6.1.2 测试系统实现
    6.2 系统精度测试
        6.2.1 静态寻北精度测试
        6.2.2 动态方位跟踪测角精度测试
        6.2.3 俯仰跟踪精度测试
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：2917489