光電設(shè)備伺服控制系統(tǒng)的快速調(diào)轉(zhuǎn)技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代光電技術(shù)的發(fā)展，快速調(diào)轉(zhuǎn)能力成為光電設(shè)備的一項重要指標，一些傳統(tǒng)的控制算法已經(jīng)不能滿足光電設(shè)備快速調(diào)轉(zhuǎn)時快速性和穩(wěn)定性的需要。
　　Bang-Bang控制快速性已被證明是一種優(yōu)良的控制算法，對于光電設(shè)備快速調(diào)轉(zhuǎn)能力來說，系統(tǒng)要求在調(diào)轉(zhuǎn)進入小范圍時，要能穩(wěn)定捕獲并且跟蹤目標，用來保證激光測距的準確性，以獲取方位、俯仰和距離三維信息。這樣Bang-Bang控制的缺點便顯露出來，那就是在進入小偏差后，被證明極易不穩(wěn)定，速度比較小

2、時，收斂速度變得比較慢，目標紅外抓捕時容易晃出視場?；诖吮疚奶岢鲆环N三維信息變結(jié)構(gòu)控制方式。即主控發(fā)給光電設(shè)備伺服控制系統(tǒng)快速調(diào)轉(zhuǎn)命令，伺服判斷調(diào)轉(zhuǎn)角度，按照三維信息變結(jié)構(gòu)控制的控制率進行調(diào)轉(zhuǎn)，即大角度調(diào)轉(zhuǎn)時采用非線性的Bang-Bang控制，增加其調(diào)轉(zhuǎn)快速性，當接近既定目標時切換為線性控制，根據(jù)線性控制時不同調(diào)節(jié)器的不同特點，提出了在目標捕獲階段伺服控制系統(tǒng)位置回路采用一階調(diào)節(jié)器，跟蹤激光測距階段位置回路采用二階調(diào)節(jié)器的控制策略。并

3、給出了不同階段的切換條件。基于三維信息變結(jié)構(gòu)控制的核心算法，文章構(gòu)架了一套具有完整硬件和軟件的伺服控制系統(tǒng)。
　　首先，介紹了光電系統(tǒng)的概念，由此引申出快速調(diào)轉(zhuǎn)伺服控制系統(tǒng)的基本組成，并對光電設(shè)備伺服控制系統(tǒng)主要元器件進行選型，且詳細介紹了工程中的伺服系統(tǒng)數(shù)字化方法。
　　其次，獲取較為精確的機械時間常數(shù)Tm。傳統(tǒng)的公式法求電機的機械時間常數(shù)Tm往往以忽略摩擦力作為前提，光電設(shè)備作為光學精密機械對Tm的精度和可信度要求較高。

4、本文利用階躍法推導出近似e指數(shù)函數(shù)作為Origin擬合軟件的擬合公式,得到了精度和可信度較高的機械時間常數(shù)Tm和放大倍數(shù)K。
　　再次，從理論上分析了單Bang-Bang控制的不足，提出了三維信息變結(jié)構(gòu)控制方法，并從理論和實踐上進行了論證，同時采用PC104模塊作為核心處理器進行伺服主板的硬件設(shè)計，實現(xiàn)了速度和位置的雙閉環(huán)穩(wěn)定控制算法。
　　最后，介紹了伺服控制主板及其外擴電路和功率驅(qū)動電路的設(shè)計和實現(xiàn)。通過主控計算機引導，