半捷聯(lián)穩(wěn)定方式利用彈載慣性器件信息實現(xiàn)導(dǎo)引頭光軸的慣性穩(wěn)定，有效解決了傳統(tǒng)速率陀螺穩(wěn)定方式中存在的系統(tǒng)體積大，質(zhì)量重和成本高的問題，逐漸成為導(dǎo)引頭技術(shù)的發(fā)展重點。本文針對研制的半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺原理樣機(jī)，從運動學(xué)，穩(wěn)定原理，動力學(xué)，系統(tǒng)摩擦補(bǔ)償，系統(tǒng)整體穩(wěn)定方案，匹配濾波，微分測速，控制算法以及視線角速度等方面開展了相應(yīng)的研究。 首先，基于空間機(jī)構(gòu)學(xué)的理論，針對半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)，采用空間坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換的方法，導(dǎo)出了穩(wěn)定平臺偏航俯仰方向的角增量，同時建立了光軸在慣性空間的穩(wěn)定方程，并研究對比了直接穩(wěn)定和半捷聯(lián)穩(wěn)定的原理，給出了不同穩(wěn)定方式下的幾種控制和陀螺配置方案，并比較了各方案的優(yōu)缺點。在運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，采用牛頓力學(xué)原理，以剛體轉(zhuǎn)動的歐拉動力學(xué)方程為基礎(chǔ)，得出了半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺的動力學(xué)方程，并以半捷聯(lián)原理樣機(jī)為研究對象，采用數(shù)值仿真的方式得出了偏航框和俯仰框在工作空間內(nèi)的角速度、角加速度以及框架間的耦合力矩，為控制系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計打了基礎(chǔ)。 為了提高半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定跟蹤性能，針對系統(tǒng)中摩擦補(bǔ)償、匹配濾波、微分測速以及控制系統(tǒng)設(shè)計等方面進(jìn)行了研究。采用了... 

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 穩(wěn)定平臺控制策略研究現(xiàn)狀
        1.2.3 視線角速度提取研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
        1.3.1 論文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺運動學(xué)建模與穩(wěn)定機(jī)理
    2.1 引言
    2.2 半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)
    2.3 半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺運動學(xué)建模
        2.3.1 系統(tǒng)坐標(biāo)系的定義
        2.3.2 框架角速度
        2.3.3 框架角加速度
        2.3.4 位置回路相對關(guān)系
    2.4 光電穩(wěn)定平臺穩(wěn)定機(jī)理研究
        2.4.1 直接穩(wěn)定
        2.4.2 半捷聯(lián)穩(wěn)定
    2.5 本章小結(jié)
第3章 半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺動力學(xué)建模與仿真
    3.1 引言
    3.2 平臺框架轉(zhuǎn)動慣量耦合
        3.2.1 轉(zhuǎn)動慣量耦合方程
        3.2.2 轉(zhuǎn)動慣量耦合仿真
    3.3 平臺框架動力學(xué)建模
        3.3.1 歐拉動力學(xué)方程
        3.3.2 俯仰框動力學(xué)模型
        3.3.3 偏航框動力學(xué)模型
    3.4 穩(wěn)定平臺動力學(xué)仿真
        3.4.1 框架最大速度和最大加速度
        3.4.2 框架耦合力矩
    3.5 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)摩擦補(bǔ)償研究
    4.1 引言
    4.2 摩擦特性及其對系統(tǒng)的影響
        4.2.1 摩擦特性及模型概述
        4.2.2 摩擦對系統(tǒng)的影響
    4.3 基于摩擦模型的摩擦補(bǔ)償研究
        4.3.1 摩擦模型的建立
        4.3.2 摩擦補(bǔ)償算法
        4.3.3 仿真結(jié)果
    4.4 基于擾動觀測器的摩擦補(bǔ)償研究
        4.4.1 擾動觀測器原理
        4.4.2 擾動觀測器的魯棒穩(wěn)定性分析
        4.4.3 濾波器 Q( s )的設(shè)計準(zhǔn)則
        4.4.4 擾動觀測器仿真
        4.4.5 半捷聯(lián)導(dǎo)引頭半實物實驗平臺
    4.5 本章小結(jié)
第5章 半捷聯(lián)穩(wěn)定方案及控制器設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 半捷聯(lián)穩(wěn)定性能分析
        5.2.1 半捷聯(lián)穩(wěn)定方案
        5.2.2 匹配濾波
        5.2.3 微分測速
        5.2.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性能
    5.3 基于模糊控制理論的位置環(huán)控制器設(shè)計
        5.3.1 模糊自整定 PID 控制器原理
        5.3.2 模糊自整定 PID 控制器設(shè)計
        5.3.3 控制器性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 半捷聯(lián)光電穩(wěn)定平臺視線角速度提取及精度分析
    6.1 引言
    6.2 穩(wěn)定平臺視線角速度提取
    6.3 視線角速度精度分析
        6.3.1 誤差傳播關(guān)系
        6.3.2 誤差分析與計算
        6.3.3 視線角速度精度
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況
指導(dǎo)教師及作者簡介
致謝



本文編號：3725776