云臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)研究.pdf

1、無人機(jī)云臺(tái)系統(tǒng)是無人機(jī)載荷能否平穩(wěn)高效運(yùn)行的關(guān)鍵，云臺(tái)系統(tǒng)的作用是把無人機(jī)機(jī)體運(yùn)行中的各種震動(dòng)和干擾進(jìn)行隔離，同時(shí)對(duì)載荷本身的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，從何保證了載荷的穩(wěn)定，使其能發(fā)揮最大工作性能。本文針對(duì)無人機(jī)使用的穩(wěn)定云臺(tái)系統(tǒng)的研制，開展了以下的研究工作:
　　(1)建立了兩軸穩(wěn)定云臺(tái)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)兩軸云臺(tái)的控制方法進(jìn)行了分析，同時(shí)也分析了影響云臺(tái)穩(wěn)定的相關(guān)因素，為控制算法設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　(2)分析了基于歐拉角和四元數(shù)兩

2、種形式的姿態(tài)表示方法優(yōu)缺點(diǎn)以及其應(yīng)用場(chǎng)合，并推導(dǎo)出兩種形式的姿態(tài)表示之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。
　　(3)為了能對(duì)云臺(tái)進(jìn)行精確的姿態(tài)控制，提出了永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)定向控制方法。永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)定向方法是一種基于坐標(biāo)變換理論的電機(jī)控制方法，通過將三相定子坐標(biāo)系下的電流轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)具有高階非線性特征的永磁同步電機(jī)的控制。該控制方法能夠適應(yīng)寬調(diào)速范圍，具有效率高、精度好、運(yùn)算需求低等特點(diǎn)。
　　(4)提出了基于

3、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無傳感器轉(zhuǎn)子位置估算方法。由于磁場(chǎng)定向控制中需要獲取轉(zhuǎn)子電角度，而傳統(tǒng)方法具有諸多不便。則利用三相定子電壓與轉(zhuǎn)子電角度存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將電機(jī)運(yùn)行時(shí)三相定子電壓與轉(zhuǎn)子電角度的數(shù)據(jù)對(duì)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，在通過大量的訓(xùn)練后，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技能對(duì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)子電壓輸入給出正確的轉(zhuǎn)子電角度信息。
　　同時(shí)，在以上研究工作的基礎(chǔ)上，制作了兩軸穩(wěn)定云臺(tái)樣機(jī)，并對(duì)云臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試表明，該云臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)各部分軟件硬件運(yùn)行良好，達(dá)到了