伺服機構作為導引頭、光電穩(wěn)定平臺、雷達等控制系統(tǒng)的重要組成部分,其機械性能的好壞在很大程度上影響著控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。本文針對導引頭等伺服機構空間有限、力矩小的特點,設計了基于電氣測量的伺服機構微小力矩測試方案,并對系統(tǒng)實現的相關技術進行了研究,完成了整個力矩測試系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)。通過對機構的啟動力矩和運動力矩的測量,實現對伺服機構加工和裝配過程的指導。本文主要內容如下:（1）根據力矩測試系統(tǒng)的功能要求,確定了以DSP控制板和工控PC機為核心的系統(tǒng)總體方案,并分析了啟動力矩和運動力矩的具體測試流程。同時,結合對測試系統(tǒng)通用性的要求,選取了MEMS陀螺儀作為角速率反饋器件,并對系統(tǒng)中其他硬件組成進行了器件選型,完成了測試系統(tǒng)硬件電路的設計。（2）根據測試系統(tǒng)對電機運動控制的要求,對基于經典PID的改進型控制算法進行了研究。通過對MEMS陀螺儀誤差信號的分析,研究了速率誤差對位置積分精度的影響,并設計了陀螺速率信號的預處理方法,最后結合對工程常用積分算法的研究,完成了基于陀螺反饋的位置積分算法設計。另外,針對測量得到的機構力矩信息,分析了基于最小二乘的運動力矩數據處理方法,并對力矩波動... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：90 頁

【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 課題背景及來源
    1.2 國內外發(fā)展現狀
    1.3 本文的主要研究內容
第二章 伺服機構干擾力矩及測試方法研究
    2.1 伺服機構干擾力矩
        2.1.1 摩擦干擾力矩
        2.1.2 線纜彈性干擾力矩
        2.1.3 齒輪傳動的力矩波動
    2.2 力矩測試方法概述
    2.3 基于平衡力原理的電測法
    2.4 本章小結
第三章 力矩測試系統(tǒng)總體設計
    3.1 測試系統(tǒng)功能需求
    3.2 測試方案設計
    3.3 硬件集成
        3.3.1 主控電路
        3.3.2 驅動器
        3.3.3 陀螺儀
        3.3.4 系統(tǒng)電源
    3.4 電流檢測電路的設計
    3.5 本章小結
第四章 系統(tǒng)測控算法研究
    4.1 測試系統(tǒng)控制算法設計
        4.1.1 經典PID控制算法
        4.1.2 改進型PID算法
    4.2 陀螺積分算法的研究與設計
        4.2.1 陀螺速率積分誤差分析
        4.2.2 陀螺數據預處理
        4.2.3 陀螺積分算法設計
    4.3 力矩數據分析處理方法
        4.3.1 基于最小二乘法的曲線擬合
        4.3.2 運動力矩評估方法
    4.4 本章小結
第五章 力矩測試系統(tǒng)的軟件開發(fā)
    5.1 測試系統(tǒng)軟件總體設計
    5.2 伺服控制軟件開發(fā)
        5.2.1 伺服控制軟件功能需求
        5.2.2 主控流程
        5.2.3 功能模塊的開發(fā)
    5.3 上位軟件開發(fā)
        5.3.1 虛擬儀器開發(fā)環(huán)境——Labview
        5.3.2 基于事件處理器的設計模式
        5.3.3 上位軟件構架
        5.3.4 分模塊開發(fā)
        5.3.5 界面設計
    5.4 本章小結
第六章 測試系統(tǒng)試驗與結果分析
    6.1 測試系統(tǒng)安裝與調試
    6.2 測試試驗及結果分析
        6.2.1 初始化配置及控制器參數整定
        6.2.2 啟動力矩測量及結果分析
        6.2.3 運動力矩測量及結果分析
    6.3 本章小結
第七章 總結與展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]微型軸承動態(tài)摩擦力矩試驗機的研制[J]. 周偉,李松生,張國燁.  潤滑與密封. 2018(01)
[2]導引頭伺服機構干擾力矩測量及精密裝配工藝優(yōu)化[J]. 于乃輝,尚建忠,吳偉,曹玉君.  國防科技大學學報. 2017(05)
[3]慣導軸承摩擦力矩特性試驗[J]. 常麗萍,趙靜,鄧四二,李猛,李影.  河南科技大學學報(自然科學版). 2015(05)
[4]自潤滑關節(jié)軸承無載旋轉啟動力矩測量標準分析[J]. 張令,趙穎春,林晶,張艷,李彥偉,常志剛.  潤滑與密封. 2015(02)
[5]基于模糊PID控制的多電機同步控制系統(tǒng)的分析與設計[J]. 連繼軍.  煤礦機械. 2014(03)
[6]現代導彈導引頭發(fā)展綜述[J]. 湯永濤,林鴻生,陳春.  制導與引信. 2014(01)
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[8]導引頭伺服機構的控制系統(tǒng)分析與設計[J]. 張智永,周曉堯,范大鵬,張文博.  紅外與激光工程. 2012(02)
[9]基于模糊PID控制器的控制方法研究[J]. 王述彥,師宇,馮忠緒.  機械科學與技術. 2011(01)
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博士論文
[1]導引頭伺服機構工作特性與先進測控方法研究[D]. 張文博.國防科學技術大學 2009

碩士論文
[1]基于LabView的伺服系統(tǒng)綜合仿真測試平臺設計[D]. 梁雨辰.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]伺服機構綜合性能測控平臺的設計與實現[D]. 彭乾隆.南京理工大學 2017
[3]慣導軸承摩擦特性試驗研究[D]. 常麗萍.河南科技大學 2015
[4]滾動軸承摩擦力矩測量方法研究與實現[D]. 曾祥春.華中科技大學 2015
[5]虛擬環(huán)境下活動線纜運動仿真與布局優(yōu)化技術[D]. 金望韜.北京理工大學 2015
[6]高精度MEMS陀螺儀的濾波算法研究[D]. 段棟棟.電子科技大學 2014
[7]基于虛擬樣機的伺服機構參數化建模及動態(tài)特性分析[D]. 張蒙蒙.西安電子科技大學 2014
[8]基于虛擬儀器的伺服機構傳動誤差測試研究[D]. 楊超.西安電子科技大學 2014
[9]精密伺服傳動機構摩擦力矩的測試研究[D]. 任美榮.西安電子科技大學 2014
[10]光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差評估與分配方法研究[D]. 孟克子.哈爾濱工業(yè)大學 2012



本文編號：3019424