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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》2004年硕士论文

发布时间:2016-11-26 00:12

  本文关键词:动态高型控制方法在光电经纬仪跟踪伺服系统中的应用研究,由笔耕文化传播整理发布。


《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2004年

动态高型控制方法在光电经纬仪跟踪伺服系统中的应用研究

孙健  

【摘要】: 随着被测目标运动速度和加速度的不断提高,导致光电经纬仪电视跟踪的动态误差急剧增大。现有的控制方法已渐渐不能满足控制精度的要求,,如何提高伺服系统的跟踪精度成为近年来研究的热点。本论文介绍了一种动态高型控制方法,利用该方法可以较大幅度减小跟踪误差。 本文首先介绍了国内外光测设备跟踪伺服系统的发展情况,阐述了本文的研究意义。然后建立了电视跟踪伺服系统的数学模型,并利用SIMULINK建立了系统的仿真模型。 本文深入探讨了动态高型控制方法在光电经纬仪跟踪伺服系统中的实际工程应用,提出了一种不同于前人的动态高型控制方法。从理论上分析了动态高型控制方法之所以能够提高跟踪精度的原因及其对系统动态性能的影响,并对该方法进行了仿真研究。 针对动态高型控制方法使系统动态性能变差的问题,提出了利用预测滤波技术改善系统动态性能的方法,进一步提出了利用指数函数将阶跃输入信号分段以降低系统超调量的方法,并通过数学仿真验证了这两种方法的有效性。 最后,对本文提出的动态高型控制方法进行了实验验证,取得了与仿真研究相一致的结果,实际证明了该方法的正确性和工程应用价值。针对实验中出现的问题,提出了自己的看法,并提出了可能的解决方法。

【关键词】:
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH76.1
【目录】:

  • 摘要3-4
  • Abstract4-5
  • 目录5-8
  • 图索引8-10
  • 第一章 绪论10-16
  • 1.1 光电经纬仪及其跟踪伺服系统简介10-11
  • 1.2 大型光测设备跟踪伺服控制技术发展情况概述11-14
  • 1.2.1 跟踪伺服控制方法11-12
  • 1.2.2 国内外跟踪伺服控制系统的技术性能指标12-14
  • 1.3 论文主要研究内容及意义14-16
  • 第二章 光电经纬仪跟踪伺服系统的数学模型16-25
  • 2.1 引言16
  • 2.2 光电经纬仪电视跟踪伺服系统的数学模型16-19
  • 2.2.1 力矩电机的数学模型16-18
  • 2.2.2 电视跟踪器的数学模型18-19
  • 2.3 电视跟踪伺服系统SIMULINK仿真模型19
  • 2.4 仿真输入信号19-22
  • 2.4.1 等效正弦19-21
  • 2.4.2 光学动态靶标21-22
  • 2.5 仿真实例22-24
  • 2.5.1 等效正弦输入的仿真结果23
  • 2.5.2 光学动态靶标输入的仿真结果23-24
  • 2.6 本章小结24-25
  • 第三章 动态高型控制方法的原理及应用仿真25-40
  • 3.1 引言25
  • 3.2 动态高型控制方法的原理及仿真研究25-33
  • 3.2.1 动态高型控制方法的原理25-26
  • 3.2.2 动态高型控制方法提高跟踪精度分析26-30
  • 3.2.3 动态高型控制方法仿真结果30-33
  • 3.3 动态高型控制方法对动态性能的影响33-34
  • 3.4 改善系统动态性能的方法34-40
  • 3.4.1 电视跟踪器延时环节的补偿方法35-38
  • 3.4.2 进一步减小超调量的方法38-40
  • 3.5 本章小结40
  • 第四章 实验结果及分析40-53
  • 4.1 引言40
  • 4.2 某型号光电经纬仪跟踪伺服系统简介40-41
  • 4.2.1 数字控制器40
  • 4.2.2 力矩电机40-41
  • 4.2.3 功率放大器41
  • 4.2.4 角编码器41
  • 4.2.5 工作原理41
  • 4.3 某型号经纬仪跟踪伺服系统的设计41-45
  • 4.3.1 速度回路的设计41-43
  • 4.3.2 位置回路的设计43-44
  • 4.3.3 动态高型控制方法的实现44-45
  • 4.4 实验及结果分析45-52
  • 4.4.1 采用文献[34]、[38]提出的方法45-47
  • 4.4.2 采用本文提出的方法47-48
  • 4.4.3 两种方法的比较与分析48-50
  • 4.4.4 动态并入两个积分环节的实验结果50-52
  • 4.5 本章小结52-53
  • 第五章 总结与展望53-54
  • 5.1 总结53
  • 5.2 展望53-54
  • 攻读硕士期间发表的论文和专利54
  • 个人简历54-55
  • 致谢55-56
  • 参考文献56-59
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    本文编号:193163

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