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文檔簡介
1、穩(wěn)定平臺因其隔離載體干擾的能力,在現(xiàn)代武器和民用設(shè)備中均()應(yīng)用,開展對穩(wěn)定平臺關(guān)鍵技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實意義和明確的應(yīng)用需求。
本文針對小型運載體上關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定技術(shù)需求,設(shè)計了基于MEMS陀螺儀的雙軸穩(wěn)定平臺,闡述了雙軸穩(wěn)定平臺精確設(shè)計要求、詳細設(shè)計方案和具體實現(xiàn)方法。該平臺以小型化為目標(biāo),采用MEMS陀螺儀敏感框架的角速度信號,利用改進的PID控制算法進行數(shù)字伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。
文中首先通過理
2、論推導(dǎo)及仿真研究了機械結(jié)構(gòu)、干擾力矩和陀螺安裝誤差等對平臺穩(wěn)定精度的影響;其次,利用Allan方差法分析了MEMS陀螺儀隨機誤差的組成,并建立了相應(yīng)的ARMA模型,設(shè)計了卡爾曼濾波器降低了MEMS陀螺儀的輸出噪聲;然后,在經(jīng)典PID控制算法的基礎(chǔ)上加入了抗積分飽和、微分飽和等算法,設(shè)計了改進型PID控制算法,利用matlab/simulink工具箱建立了雙軸控制系統(tǒng)仿真模型,通過仿真結(jié)果驗證了算法的可行性;最后,設(shè)計了以TMS320F2
3、812型DSP為主控制器的伺服控制硬件電路,包括陀螺信號采集模塊、主控制器模塊和驅(qū)動器電機接口模塊,利用2812專用于電機控制的事件管理器(EV)產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號對電機進行速度和位置控制,實現(xiàn)對平臺載體干擾的隔離。
對設(shè)計完成的基于MEMS陀螺儀的雙軸穩(wěn)定平臺樣機進行了調(diào)試和測試,測試結(jié)果表明,在外部干擾情況下,平臺方位軸在0°-360°轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)能夠相對慣性空間穩(wěn)定,穩(wěn)定精度≤1.0°;俯仰軸在-45°-45°轉(zhuǎn)動
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