船用穩(wěn)定平臺運動規(guī)劃算法研究.pdf

1、船舶在大海中航行時受到風、浪、涌等擾動作用,影響其搭載設備的姿態(tài)穩(wěn)定性。船用穩(wěn)定平臺作為位置隨動裝置,能實時的測量船體的姿態(tài)變化,通過鏡像運動隔離船舶的縱橫搖擾動影響,從而保證其搭載設備在慣性空間中水平穩(wěn)定。近幾年來,隨著各國在軍事裝備及民用產(chǎn)品方面的技術發(fā)展,穩(wěn)定平臺也得到了越來越廣泛的應用。本文以二軸船用穩(wěn)定平臺運動控制系統(tǒng)為研究背景,著重對穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)進行了分析與設計,深入討論了穩(wěn)定平臺運動位置姿態(tài)預測及運動速度規(guī)劃算法,

2、并進行了相應的實驗驗證。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　 首先,介紹了穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)的設計指標,并對其功能及擾動隔離原理進行了分析;完成了伺服控制系統(tǒng)的總體設計,并著重對基于DSP的伺服主控制器進行了硬件電路設計和軟件控制程序設計。
　　 其次,為了減少GPS姿態(tài)測量數(shù)據(jù)的噪聲和閉環(huán)系統(tǒng)的時延對穩(wěn)定平臺控制精度的影響,分析了幾種數(shù)據(jù)平滑濾波和平臺姿態(tài)預測的方法,并對各種方法分別進行了VC++6.0軟件仿真及在DSP主控

3、制器上的實驗驗證。以算法的實時性和位置精度為準則,最終確定以滑動平均濾波算法進行數(shù)據(jù)平滑濾波,以Kalman濾波預測算法進行姿態(tài)預測。
　　 然后,為了穩(wěn)定平臺運動速度的平穩(wěn)連續(xù)性,對其運動速度規(guī)劃算法進行了深入研究。分析了各種常用的加減速算法,結合穩(wěn)定平臺運動控制特點,分別進行了基于T型和S型的穩(wěn)定平臺速度規(guī)劃算法設計,并通過在DSP主控制器上的實驗驗證,最終確定基于S型的速度規(guī)劃算法為最優(yōu)方案。
　　 最后,完成了對