艦載穩(wěn)定平臺(tái)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、艦船在海上航行時(shí)，海浪會(huì)對(duì)其船身產(chǎn)生撞擊，從而導(dǎo)致艦船隨海浪運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)可以分為艏搖、橫搖、縱搖三個(gè)方向的搖擺運(yùn)動(dòng)。艦船上的精密儀器、武器的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、艦載雷達(dá)、艦載通訊系統(tǒng)等，在艦船搖擺運(yùn)動(dòng)的干擾下通常無法正常工作，因此上述列舉的艦載系統(tǒng)的基座需要隔離艦船由海浪導(dǎo)致的搖擺運(yùn)動(dòng)。
　　本文以六自由度的穩(wěn)定平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，六自由度穩(wěn)定平臺(tái)由上、下兩個(gè)臺(tái)體組成。下臺(tái)體為三自由度轉(zhuǎn)臺(tái)，用來模擬艦船在海浪中行進(jìn)時(shí)的艏搖、橫搖、縱搖三

2、個(gè)方向的搖擺運(yùn)動(dòng)。上臺(tái)體為三自由度穩(wěn)定平臺(tái)，作為保持與水平面平行或者跟蹤目標(biāo)物體的控制對(duì)象。
　　本文首先從穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面入手對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)部分首先介紹了六自由度轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、測(cè)角系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。并且對(duì)系統(tǒng)的執(zhí)行電機(jī)、測(cè)量元件、反饋元件、放大裝置和電機(jī)負(fù)載方案進(jìn)行了分析和選擇。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)部分在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)所選擇的各元件進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。并對(duì)所

3、采用的三環(huán)控制方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真，通過對(duì)校正前和校正后的系統(tǒng)的仿真結(jié)果的比較，對(duì)校正后的系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了驗(yàn)證。隨后介紹了模糊自適應(yīng)PID控制的概念和方法，并對(duì)模糊自適應(yīng)PID控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真，與之前采用的三環(huán)控制方案校正的系統(tǒng)，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)性能的對(duì)比。
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心元件的控制方案得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為了使穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)解算的方法保持水平和完成對(duì)目標(biāo)物體跟蹤，本文還進(jìn)一步通過坐標(biāo)變換