發(fā)布時間：2017-07-07 01:00

  本文關鍵詞：艦載穩(wěn)定平臺伺服系統(tǒng)設計與研究

  更多相關文章： 穩(wěn)定平臺 系統(tǒng)設計 計算機解算

【摘要】：艦船在海上航行時,海浪會對其船身產生撞擊,從而導致艦船隨海浪運動而運動,這種運動可以分為艏搖、橫搖、縱搖三個方向的搖擺運動。艦船上的精密儀器、武器的瞄準系統(tǒng)、艦載雷達、艦載通訊系統(tǒng)等,在艦船搖擺運動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致的搖擺運動。 本文以六自由度的穩(wěn)定平臺為實驗對象,六自由度穩(wěn)定平臺由上、下兩個臺體組成。下臺體為三自由度轉臺,用來模擬艦船在海浪中行進時的艏搖、橫搖、縱搖三個方向的搖擺運動。上臺體為三自由度穩(wěn)定平臺,作為保持與水平面平行或者跟蹤目標物體的控制對象。 本文首先從穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)兩個方面入手對系統(tǒng)進行了設計。穩(wěn)態(tài)設計部分首先介紹了六自由度轉臺的機械結構和性能指標。在此基礎上設計了穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、測角系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)。并且對系統(tǒng)的執(zhí)行電機、測量元件、反饋元件、放大裝置和電機負載方案進行了分析和選擇。動態(tài)設計部分在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計的基礎上對所選擇的各元件進行了數(shù)學建模。并對所采用的三環(huán)控制方案進行了設計和仿真,通過對校正前和校正后的系統(tǒng)的仿真結果的比較,對校正后的系統(tǒng)的動態(tài)性能進行了驗證。隨后介紹了模糊自適應PID控制的概念和方法,并對模糊自適應PII)控制器進行了設計和仿真,與之前采用的三環(huán)控制方案校正的系統(tǒng),進行了動態(tài)性能的對比。 隨著計算機技術的發(fā)展,以計算機為核心元件的控制方案得到了越來越廣泛的應用。為了使穩(wěn)定平臺系統(tǒng)通過計算機解算的方法保持水平和完成對目標物體跟蹤,本文還進一步通過坐標變換的方法建立了穩(wěn)定平臺在三維坐標系中的運動模型,隨后對穩(wěn)定平臺保持水平狀態(tài)時各轉軸所需轉動的補償角進行了建模和仿真,從而驗證了所建模型的正確性。同時為了使穩(wěn)定平臺具備追蹤目標物體的能力,本文同樣建立了穩(wěn)定平臺跟蹤固定目標物體時各轉軸所需轉動的補償角的數(shù)學模型,并對其進行了仿真分析,驗證了模型的正確性。
【關鍵詞】：穩(wěn)定平臺 系統(tǒng)設計 計算機解算
【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U674.703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 轉臺技術的發(fā)展概況13-15
• 1.1.1 國外轉臺發(fā)展概況13-14
• 1.1.2 國內轉臺發(fā)展概況14-15
• 1.2 穩(wěn)定平臺國內外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.1 國外穩(wěn)定平臺研究概況15-16
• 1.2.2 國內穩(wěn)定平臺研究概況16
• 1.3 模糊控制理論的發(fā)展及現(xiàn)狀16-18
• 1.4 課題研究背景與研究意義18-19
• 1.5 論文的主要工作19-21
• 第二章 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設計21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)機械結構21-24
• 2.3 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)組成24-30
• 2.3.1 控制系統(tǒng)24-25
• 2.3.2 測角系統(tǒng)25-29
• 2.3.3 計算機系統(tǒng)29-30
• 2.4 執(zhí)行電機的選取30-33
• 2.5 測速元件的選取33-34
• 2.6 放大裝置的選取34-35
• 2.7 電機負載方案選擇35
• 2.8 小結35-37
• 第三章 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)動態(tài)設計37-71
• 3.1 引言37
• 3.2 控制系統(tǒng)主要元件數(shù)學模型37-41
• 3.2.1 直流力矩電機數(shù)學模型37-40
• 3.2.2 放大裝置的數(shù)學模型40
• 3.2.3 測速發(fā)電機40
• 3.2.4 位置檢測元件的數(shù)學模型40-41
• 3.3 未校正前的系統(tǒng)分析41-43
• 3.4 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)控制系統(tǒng)校正43-54
• 3.4.1 電流環(huán)設計與仿真44-49
• 3.4.2 速度環(huán)設計與仿真49-52
• 3.4.3 位置環(huán)設計與仿真52-54
• 3.5 校正后系統(tǒng)性能分析54-55
• 3.6 模糊自適應PID控制設計與仿真55-69
• 3.6.1 經典PID控制原理55-57
• 3.6.2 模糊控制理論基本原理57-60
• 3.6.3 模糊PID控制器的設計60-63
• 3.6.4 模糊自適應PID控制系統(tǒng)仿真63-69
• 3.7 小結69-71
• 第四章 穩(wěn)定平臺跟蹤解算算法與仿真71-97
• 4.1 引言71
• 4.2 坐標系的變換矩陣71-76
• 4.2.1 坐標系旋轉變換矩陣71-75
• 4.2.2 坐標的平移變換矩陣75-76
• 4.3 水平穩(wěn)定平臺數(shù)學模型的建模及仿真76-89
• 4.3.1 水平穩(wěn)定平臺數(shù)學模型的建模76-78
• 4.3.2 穩(wěn)定平臺計算機解算78-81
• 4.3.3 穩(wěn)定平臺角度補償模型仿真81-89
• 4.4 跟蹤穩(wěn)定平臺建模及仿真89-95
• 4.4.1 跟蹤穩(wěn)定平臺建模89-92
• 4.4.2 跟蹤穩(wěn)定平臺模型仿真92-95
• 4.5 小結95-97
• 第五章 總結與展望97-99
• 參考文獻99-101
• 致謝101

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 周結華;彭俠夫;仲訓昱;;六軸船搖模擬轉臺及其方位穩(wěn)定跟蹤模型[J];船舶工程;2011年02期

2 張志遠;羅國富;;艦船姿態(tài)坐標變換及穩(wěn)定補償分析[J];艦船科學技術;2009年04期

3 張錦江,馮汝鵬,陳興林,王常虹;仿真轉臺解耦的魯棒自適應模糊化設計[J];系統(tǒng)仿真學報;2000年02期

4 吳玉華;慣性測試轉臺的發(fā)展狀況[J];中國科技信息;2005年08期

，

本文編號：528310