四軸天線跟蹤平臺(tái)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、跟蹤平臺(tái)能夠有效隔離外部擾動(dòng)和載體自身運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的角運(yùn)動(dòng)，能使得安放在跟蹤平臺(tái)上的天線設(shè)備不受外部擾動(dòng)和載體運(yùn)動(dòng)的影響而失去跟隨的目標(biāo)信號(hào)，保證天線設(shè)備能夠精確跟蹤目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、穩(wěn)定的通訊，因此被廣泛應(yīng)用于航天、航海各個(gè)領(lǐng)域。本次以四軸天線跟蹤平臺(tái)為討論對(duì)象，對(duì)跟蹤平臺(tái)中的各個(gè)子系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，通過(guò)建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)相關(guān)控制算法進(jìn)行在線仿真與分析，接著分別對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　本文首先對(duì)整個(gè)跟蹤平臺(tái)系統(tǒng)的控制

2、流程進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，為了隔離外部擾動(dòng)和載體自身運(yùn)動(dòng)影響，通過(guò)姿態(tài)解算得出各個(gè)軸所需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，并對(duì)本次跟蹤平臺(tái)控制器的設(shè)計(jì)中需要的核心元器件進(jìn)行分析選型。
　　其次依據(jù)平臺(tái)各個(gè)組成模塊的特性建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)MATLAB在頻域下對(duì)所設(shè)計(jì)的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三閉環(huán)反饋系統(tǒng)分別進(jìn)行在線仿真分析。在相關(guān)系統(tǒng)控制算法的設(shè)計(jì)中，速率環(huán)選用了智能分區(qū)PID控制算法、位置環(huán)選用了模糊自適應(yīng)PID控制算法。并通過(guò)simulink仿真

3、實(shí)驗(yàn)箱分別為以上設(shè)計(jì)的兩種先進(jìn)算法同傳統(tǒng)PID控制算法進(jìn)行在線仿真比較，說(shuō)明先進(jìn)PID控制算法在本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中的優(yōu)良性能。由于外部環(huán)境的影響導(dǎo)致陀螺儀信號(hào)存在大量噪聲，本次采用了IIR數(shù)字濾波器來(lái)濾除陀螺信號(hào)中的噪聲，并通過(guò)相應(yīng)的仿真分析證明所設(shè)計(jì)濾波器的優(yōu)良性能。
　　最后根據(jù)各個(gè)模塊的功能不同，將整個(gè)硬件結(jié)構(gòu)分為T(mén)MS320 F2812核心電路、檢測(cè)單元電路、A/D轉(zhuǎn)換電路三個(gè)部分。然后分別對(duì)三大部分進(jìn)行元件選型和系統(tǒng)電