手持稳定云台伺服系统自抗扰控制研究
发布时间：2021-06-15 12:51
手持稳定云台是一种保持相机视轴稳定的摄影辅助器材,伺服系统控制是云台的基础。云台伺服系统存在许多不确定因素,在受到外界气流、机身抖动、摩擦力矩、负载变化等内外部扰动的影响时,系统就具有时变性、非线性,这些不确定因素均会制约云台的性能,因此,设计优良的控制系统显得尤为重要。目前大部分云台控制系统是基于经典的PID控制,但在复杂工作环境下PID控制存在超调大和抗扰能力差等缺陷。为此,本文主要研究了几种估计补偿不确定因素的主动抗扰控制算法,完成的主要研究工作如下:1.若自抗扰控制的扩张状态观测器未能对扰动实现准确估计,存在经扰动补偿后的系统与“串联积分标准型”系统会有较大差距的问题,常规非线性状态误差反馈控制性能变差,为此,本文提出了一种基于附加惯性项RBF神经网络的云台自抗扰控制方法。使用单神经元和附加惯性项RBF神经网络对自抗控制中的非线性状态误差反馈控制律进行改进,利用神经网络的自学习能力提升自抗扰控制的自适应能力,实现了对云台伺服系统的性能稳定控制。2.针对自抗扰控制参数调整过程耗时且费力的问题,本文提出了一种基于BP神经网络的云台自抗扰控制方法。设计使用单个BP神经网络同时在线自动...
【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电侦查云台受益于微型处理器、惯性导航、微机电
有划时代意义的机械式稳定器——斯坦尼康[16]。斯坦尼康(Steadicam)从外形上看类似于绑在身上的小型升降臂，其原理是通过调整内部的伸缩钢丝，从而保持摄像机平衡以及控制升降，具有可伸缩、承重高、重量轻等优良特性。Steadicam在使用过程中需要操作者和设备高度结合，在移动过程中对走路姿势，操作人员腰肩的角度，手臂和手指的配和、机器三轴向的配平等若干环节都有较高的要求，在使用前需要专业的培训，再加上其售卖的价格也比较昂贵，这些因素在一定程度上限制了Steadicam在日常生活中的推广和应用。图1-1光电侦查云台图1-2斯坦尼康受益于微型处理器、惯性导航、微机电传感器、控制技术、电子技术等学科的取得突破性的研究进展，机械式稳定器逐渐往电子式方向发展。相对于机械式云台，电子式云台的体积更为小巧，能够直接挂载在无人机下，在航拍摄影领域里应用较多。机械式稳定云台的核心在与它巧妙的结构设计，电子式稳定云台核心则在于稳定控制器。国外凭借其先进的技术和制造工艺，竞相涌现了一些比较出名的控制器。俄罗斯版的有的SimpleBGC和STorM32-BGC，其中STorM32-BGC基于STM32系列控制器开发，SimpleBGC早期的版本是基于Arduino平台开发，Arduino开发平台具有易于上手，方便快捷的优点，但软件执行效率低，不适用于大型项目的开发，最近的几个版本核心控制器才基于STM32系列控制器开发。立陶宛共和国云台项目EvvGC，基于STM32系列控制器开发设计，相比Arduino平台具有更多的接口和执行效率。德国开源云台项目Brushless-gimbal-BruGi和RCTime，
灵眸osmopocket
【参考文献】：
期刊论文
[1]惯性稳定平台单神经元/PID自适应复合控制与参数优化[J]. 周向阳,时延君. 仪器仪表学报. 2019(11)
[2]具有输入饱和约束的永磁同步电机伺服系统鲁棒有限时间控制[J]. 郭一军. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]基于无人机航摄的高陡/直立边坡快速地形测量及三维数值建模方法[J]. 王明,李丽慧,廖小辉,黄北秀,王学良,陈子干,杨福华,刘建立. 工程地质学报. 2019(05)
[4]无人机的应用与控制管理方式探讨[J]. 冯佳文. 现代信息科技. 2019(11)
[5]基于三轴云台的飞行仿真器精度验证试验设计[J]. 曾科军. 兵器装备工程学报. 2019(01)
[6]用于手机摄录防抖的4自由度云台稳定器[J]. 李晓林,刘颖添,徐志宇. 实验室研究与探索. 2019(01)
[7]基于神经网络自抗扰控制的交流伺服系统分数阶控制[J]. 殷劲松,王荣林,高强,张唯. 电光与控制. 2019(05)
[8]舰载无人机自主着舰回收制导与控制研究进展[J]. 甄子洋. 自动化学报. 2019(04)
[9]基于扰动观测器的光电跟踪平台滑模控制[J]. 朱海荣,焦子韵,冒建亮,李奇,闫辰阳. 自动化与仪表. 2018(07)
[10]一种基于STM32的机载惯性稳定云台的设计[J]. 王日俊,曾志强,党长营,段能全,杜文华,王俊元. 现代电子技术. 2018(12)
硕士论文
[1]移动机器人液压云台系统设计与实现[D]. 张凯浩.山东大学 2019
[2]二轴云台的目标跟踪技术研究[D]. 赵恒逸.南京航空航天大学 2019
[3]手持稳定云台的设计与实现[D]. 丁佰印.哈尔滨工程大学 2018
[4]四旋翼无人机姿态的自抗扰控制算法研究[D]. 唐堂.广西师范大学 2018
[5]三轴云台设计及运动目标检测跟踪算法研究[D]. 牟强.西南石油大学 2018
[6]手持摄像机增稳云台姿态控制系统研究[D]. 陈鼎.广东工业大学 2018
[7]移动视频直播影响下的报社新闻生产变革研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2018
[8]基于自抗扰控制技术的高性能永磁交流伺服控制系统研究[D]. 高孝君.华南理工大学 2018
[9]基于ARM的航拍三轴云台控制系统设计与研究[D]. 舒林.沈阳航空航天大学 2018
[10]基于机器视觉的无人平台目标识别与跟踪系统设计[D]. 朱朔.南京理工大学 2018
本文编号：3231087
【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电侦查云台受益于微型处理器、惯性导航、微机电
有划时代意义的机械式稳定器——斯坦尼康[16]。斯坦尼康(Steadicam)从外形上看类似于绑在身上的小型升降臂，其原理是通过调整内部的伸缩钢丝，从而保持摄像机平衡以及控制升降，具有可伸缩、承重高、重量轻等优良特性。Steadicam在使用过程中需要操作者和设备高度结合，在移动过程中对走路姿势，操作人员腰肩的角度，手臂和手指的配和、机器三轴向的配平等若干环节都有较高的要求，在使用前需要专业的培训，再加上其售卖的价格也比较昂贵，这些因素在一定程度上限制了Steadicam在日常生活中的推广和应用。图1-1光电侦查云台图1-2斯坦尼康受益于微型处理器、惯性导航、微机电传感器、控制技术、电子技术等学科的取得突破性的研究进展，机械式稳定器逐渐往电子式方向发展。相对于机械式云台，电子式云台的体积更为小巧，能够直接挂载在无人机下，在航拍摄影领域里应用较多。机械式稳定云台的核心在与它巧妙的结构设计，电子式稳定云台核心则在于稳定控制器。国外凭借其先进的技术和制造工艺，竞相涌现了一些比较出名的控制器。俄罗斯版的有的SimpleBGC和STorM32-BGC，其中STorM32-BGC基于STM32系列控制器开发，SimpleBGC早期的版本是基于Arduino平台开发，Arduino开发平台具有易于上手，方便快捷的优点，但软件执行效率低，不适用于大型项目的开发，最近的几个版本核心控制器才基于STM32系列控制器开发。立陶宛共和国云台项目EvvGC，基于STM32系列控制器开发设计，相比Arduino平台具有更多的接口和执行效率。德国开源云台项目Brushless-gimbal-BruGi和RCTime，
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【参考文献】：
期刊论文
[1]惯性稳定平台单神经元/PID自适应复合控制与参数优化[J]. 周向阳,时延君. 仪器仪表学报. 2019(11)
[2]具有输入饱和约束的永磁同步电机伺服系统鲁棒有限时间控制[J]. 郭一军. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]基于无人机航摄的高陡/直立边坡快速地形测量及三维数值建模方法[J]. 王明,李丽慧,廖小辉,黄北秀,王学良,陈子干,杨福华,刘建立. 工程地质学报. 2019(05)
[4]无人机的应用与控制管理方式探讨[J]. 冯佳文. 现代信息科技. 2019(11)
[5]基于三轴云台的飞行仿真器精度验证试验设计[J]. 曾科军. 兵器装备工程学报. 2019(01)
[6]用于手机摄录防抖的4自由度云台稳定器[J]. 李晓林,刘颖添,徐志宇. 实验室研究与探索. 2019(01)
[7]基于神经网络自抗扰控制的交流伺服系统分数阶控制[J]. 殷劲松,王荣林,高强,张唯. 电光与控制. 2019(05)
[8]舰载无人机自主着舰回收制导与控制研究进展[J]. 甄子洋. 自动化学报. 2019(04)
[9]基于扰动观测器的光电跟踪平台滑模控制[J]. 朱海荣,焦子韵,冒建亮,李奇,闫辰阳. 自动化与仪表. 2018(07)
[10]一种基于STM32的机载惯性稳定云台的设计[J]. 王日俊,曾志强,党长营,段能全,杜文华,王俊元. 现代电子技术. 2018(12)
硕士论文
[1]移动机器人液压云台系统设计与实现[D]. 张凯浩.山东大学 2019
[2]二轴云台的目标跟踪技术研究[D]. 赵恒逸.南京航空航天大学 2019
[3]手持稳定云台的设计与实现[D]. 丁佰印.哈尔滨工程大学 2018
[4]四旋翼无人机姿态的自抗扰控制算法研究[D]. 唐堂.广西师范大学 2018
[5]三轴云台设计及运动目标检测跟踪算法研究[D]. 牟强.西南石油大学 2018
[6]手持摄像机增稳云台姿态控制系统研究[D]. 陈鼎.广东工业大学 2018
[7]移动视频直播影响下的报社新闻生产变革研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2018
[8]基于自抗扰控制技术的高性能永磁交流伺服控制系统研究[D]. 高孝君.华南理工大学 2018
[9]基于ARM的航拍三轴云台控制系统设计与研究[D]. 舒林.沈阳航空航天大学 2018
[10]基于机器视觉的无人平台目标识别与跟踪系统设计[D]. 朱朔.南京理工大学 2018
本文编号：3231087
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