兩軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、兩軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺是光電經(jīng)緯儀中重要組成部分，兩軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺主要承載著激光、紅外、電視及高速攝影等多種跟蹤與測量設(shè)備。當(dāng)目標(biāo)已經(jīng)進(jìn)入光學(xué)測量的視場內(nèi)后，首先鎖定目標(biāo)，然后一直跟蹤目標(biāo)，保證目標(biāo)一直位于光學(xué)測量的視場內(nèi)，系統(tǒng)記下目標(biāo)與視場中心的偏差——脫靶量，測角系統(tǒng)將測量出現(xiàn)場中心的方位角和俯仰角，隨后將此和脫靶量合成后得到目標(biāo)的實(shí)際角位置，因此，在跟蹤過程中轉(zhuǎn)臺隨動(dòng)精度的控制在測量中十分重要。兩軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到光電經(jīng)緯儀的可靠性

2、和可信度，是保證整個(gè)系統(tǒng)的精度和性能的基礎(chǔ)。
　　 由于兩軸轉(zhuǎn)臺直接關(guān)系到光電經(jīng)緯儀的工作性能，兩軸轉(zhuǎn)臺的研發(fā)包括機(jī)械設(shè)計(jì)和伺服控制系統(tǒng)兩個(gè)部分，本文主要針對轉(zhuǎn)臺的伺服控制系統(tǒng)展開研究。整個(gè)轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)包括兩部分：上位部分和下位部分。本課題以車載光電經(jīng)緯儀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為背景，以其關(guān)鍵部分之一的轉(zhuǎn)臺部分為研究對象，講述了轉(zhuǎn)臺機(jī)械部分的設(shè)計(jì)結(jié)果，主要系統(tǒng)地研究了轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)中的控制部分。轉(zhuǎn)臺控制部分的主要功能是根據(jù)測角部分反饋的信號，通過

3、上位計(jì)算機(jī)和下位可編程控制器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)控制算法，得出相應(yīng)的控制量，經(jīng)功率放大后，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺速度、位置的控制。測角部分由測速陀螺儀，旋轉(zhuǎn)變壓器和光電編碼器組成，實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺速度、位置信號的反饋。
　　 本論文詳細(xì)介紹了轉(zhuǎn)臺機(jī)械部分的設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)研發(fā)過程，首先講述了兩軸轉(zhuǎn)臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，然后對轉(zhuǎn)臺機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及性能指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的分析，為轉(zhuǎn)臺控制方案的合理制定提供了依據(jù)。其次，對伺服系統(tǒng)做進(jìn)一步研究，

4、為轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)方案的制定提供了理論依據(jù)。最后，制定出了合理的兩軸轉(zhuǎn)臺控制方案，并詳細(xì)介紹了軟硬件實(shí)現(xiàn)。
　　 本論文重點(diǎn)通過對該系統(tǒng)使用傳統(tǒng)PID控制與模糊自適應(yīng)PID控制算法進(jìn)行了深入研究，并通過進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)對控制算法進(jìn)行驗(yàn)證，最后發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)采用模糊自適應(yīng)PID控制策略，可以使系統(tǒng)在靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性上符合設(shè)計(jì)要求。從而確定了本控制系統(tǒng)采用模糊自適應(yīng)PID控制的策略。并且，在模糊自適應(yīng)PID控制實(shí)現(xiàn)的過程中采用模糊推理過程