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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于DSP和模糊PID的稳定平台的设计

陈猛  
【摘要】:稳定平台是一种安装在载体上,能够隔离载体安装面的位置变化,提供一个水平安装面的设备。其采用GPS为位置测量元件检测载体的横摇和纵摇,通过控制电机反向运动,保持设备搭载面不受载体运动的影响。本文以某舰载稳定平台系统为背景,在进行系统机械结构和电气结构设计的基础上,设计了以DSP为核心的主控制器,将模糊PID控制技术的应用到了控制算法中,并进行了样机的调试和试验。本论文的研究内容如下: 首先,分析稳定平台系统的性能指标,确定了机械结构分系统的组成形式,同时确立了电气分系统的组成原理及实现功能,并对电气分系统的主要组成元件进行了选择。然后,根据控制器的功能需要,选择DSP2812为主控制器,设计出硬件电路,同时设计了外围设备接口电路和系统故障运行显示电路。并对系统信号完整性进行了设计。 本文对系统的控制方式进行了详细的分析,制订了通信协议和控制程序的总体结构,分析了系统稳态偏差形成的原因并找出解决方法。采用了外推算法消除系统静态偏差。设计了运用DSP的PWM功能进行系统的跟踪算法,同时采用梯形加减速使提高了系统运行的平稳性。还探讨了模糊PID算法的控制方法和控制特点。 最后,分析模糊PID的主要控制形式,并对各控制形式进行比较,结合本系统选择模糊自增益PID控制方式,搭建位置闭环系统,运用MATLAB进行了系统建模仿真,调节得出模糊PID的初始化参数。通过样机的调试,证明采用模糊自增益PID控制方式满足控制精度的要求。
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