陀螺穩(wěn)定平臺(tái)伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、陀螺穩(wěn)定平臺(tái)能夠隔離載體擾動(dòng)，保持平臺(tái)上探測(cè)設(shè)備的視軸在慣性空間的穩(wěn)定，從而保證探測(cè)設(shè)備對(duì)目標(biāo)的精確跟蹤，在現(xiàn)代武器系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)項(xiàng)目需求，研究了陀螺穩(wěn)定平臺(tái)工作原理，建立了數(shù)學(xué)模型，對(duì)影響系統(tǒng)精度的摩擦力矩和陀螺噪聲這兩大主要因素進(jìn)行了深入研究，并分析和研究了解決這兩大問題的方法。
　　首先，在了解了陀螺平臺(tái)系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)的各組成部分模型，并根據(jù)載體擾動(dòng)傳遞機(jī)制完善了模型。其中，非線性摩擦對(duì)系

2、統(tǒng)精度的影響很大，所以，本文建立了適用于仿真分析的摩擦模型，這對(duì)分析擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)精度的影響情況以及研究控制器控制效果奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，測(cè)量元件陀螺的噪聲是影響系統(tǒng)精度的另一個(gè)重要因素。本文用IEEE公認(rèn)的陀螺參數(shù)分析的標(biāo)準(zhǔn)方法——Allan方差法分析了陀螺信號(hào)噪聲；研究了三種濾波方法——數(shù)字低通濾波、小波變換閾值濾波、自適應(yīng)濾波，并將這三種方法直接用于處理陀螺信號(hào)；仿真分析比較了濾波效果。此外，分析了濾波前后陀螺信號(hào)的幅度譜，

3、利用Allan方差法并通過最小二乘擬合得到了濾波前后陀螺信號(hào)中各誤差源的幅度，從不同的角度進(jìn)一步證實(shí)了：三種方法中，自適應(yīng)濾波效果最佳。
　　最后，設(shè)計(jì)了平臺(tái)伺服系統(tǒng)控制器，主要研究了傳統(tǒng)的超前滯后控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制。并對(duì)這兩種控制器的控制效果進(jìn)行了系統(tǒng)穩(wěn)定仿真實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明變結(jié)構(gòu)控制效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于超前滯后控制。此外，進(jìn)行了系統(tǒng)位置跟蹤的仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明變結(jié)構(gòu)控制下系統(tǒng)可以較精確地跟蹤一般的低頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，滿足一定的跟蹤精度要