基于光纖陀螺的穩(wěn)定云臺(tái)技術(shù)的研究.pdf

1、伴隨著我國(guó)軍事力量的不斷強(qiáng)大，在相關(guān)領(lǐng)域的前沿科學(xué)技術(shù)得到了很大的提高。其中陀螺穩(wěn)定云臺(tái)作為眾多武器裝備中必不可少的一項(xiàng)，其相關(guān)技術(shù)得到了眾多科研人員的關(guān)注和研究。陀螺穩(wěn)定云臺(tái)的主要功能是通過(guò)陀螺儀敏感載體相對(duì)慣性空間的擾動(dòng)角速率，并通過(guò)控制器不斷的調(diào)整伺服系統(tǒng)，使得云臺(tái)搭載的光電設(shè)備的視軸保持相對(duì)慣性空間穩(wěn)定，并根據(jù)搭載光電設(shè)備的不同，來(lái)實(shí)現(xiàn)例如探測(cè)，跟蹤，信息對(duì)抗等不同的功能。本文主要設(shè)計(jì)了基于光纖陀螺的穩(wěn)定云臺(tái)，并對(duì)光纖陀螺和云臺(tái)

2、控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的研究，并對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。
　　論文工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于陀螺穩(wěn)定云臺(tái)的研究現(xiàn)狀與關(guān)于云臺(tái)控制的相關(guān)算法；在研究了陀螺穩(wěn)定云臺(tái)控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，從理論上分析了穩(wěn)定云臺(tái)隔擾動(dòng)的原理；本設(shè)計(jì)選用DSP28335作為核心的控制器件，并對(duì)云臺(tái)系統(tǒng)相關(guān)的硬件電路進(jìn)行了器件選擇，借助cadence軟件對(duì)硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　其次，作為本次設(shè)計(jì)的另外一個(gè)核心部件—光

3、纖陀螺，其性能的好壞直接影響了云臺(tái)系統(tǒng)的穩(wěn)定精度。本文研究了光纖陀螺的工作原理，針對(duì)本次的要求設(shè)計(jì)完成了光纖陀螺的標(biāo)定試驗(yàn)；根據(jù)光纖陀螺的溫度特性，建立了光纖陀螺的溫度模型，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成了光纖陀螺的溫度實(shí)驗(yàn)，并對(duì)陀螺輸出進(jìn)行了溫度補(bǔ)償?shù)姆抡骝?yàn)證，補(bǔ)償后光纖陀螺的溫漂特性得到了明顯的抑制，取得了很好的效果；因?yàn)榉答伱舾性饫w陀螺的噪聲是影響系統(tǒng)精度的另外一個(gè)重要因素，結(jié)合信號(hào)的特點(diǎn)和穩(wěn)定云臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，提出了法拉依達(dá)準(zhǔn)則，以及II

4、R數(shù)字低通濾波和小波變換閾值濾波的方法，并對(duì)濾波算法進(jìn)行了仿真分析與對(duì)比。
　　最后，根據(jù)各控制環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型建立了控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，針對(duì)穩(wěn)定速率環(huán)設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)PID控制器，對(duì)于傳統(tǒng)校正方法存在問(wèn)題，運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)控制算法設(shè)計(jì)對(duì)位置跟蹤環(huán)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)與仿真，跟蹤回路仿真結(jié)果表明，采用指數(shù)趨近律型的滑模變結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)的控制器比傳統(tǒng)校正設(shè)計(jì)方法有更好的調(diào)節(jié)效果，對(duì)摩擦干擾有很好的魯棒性；在此基礎(chǔ)上對(duì)穩(wěn)定云臺(tái)系統(tǒng)的硬件、軟件進(jìn)行了調(diào)