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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2005年
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三轴飞行仿真转台控制系统设计与控制算法研究

周长义  
【摘要】:惯性系统在航空、航天和航海领域中占有举足轻重的地位。随着惯性元件和惯性系统精度的不断提高,对其测试设备的要求也越来越高。本文以某实际工程项目为依托,主要对项目中的惯性系统测试设备——三轴飞行仿真转台控制系统和控制算法的几个问题进行了研究,并在实际应用中进行了验证。 首先根据三轴飞行仿真转台结构推导出了三轴转台转动惯量方程和动力学方程,并确定了PWM控制的电机转动力矩方程,从而推导出了三轴转台控制对象的数学模型。利用逆系统理论证明了三轴转台数学模型的可解耦性,并采用状态反馈和动态补偿的方法,将三轴转台数学模型转化为三个单输入单输出线性系统,从而实现对转台模型的解耦。 为了满足三轴转台高精度、快响应、宽调速和超低速的要求,设计了速度环和位置环双闭环的全数字化控制系统。同时采用经典控制理论和现代控制理论相结合的控制方法对控制系统进行校正和补偿。在速度环和位置环中均采用了二阶线性校正,同时还采用了其它控制方法。为了满足系统定位快速性要求,设计了非线性量化模糊控制器;针对横滚轴的扰动力矩问题,采用模型参考自适应控制给予补偿;为了满足系统对低速度的要求,采用了双极模式PWM控制,并针对其设计了低功率损耗的功率转换电路。 最后,将理论设计和研究的结果应用在三轴飞行仿真转台上,结果表明这些设计和算法是有效的、可行的,各项指标均达到或超过了系统的技术要求。目前,此三轴飞行仿真转台已经通过检验并交付用户使用。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:V217

【引证文献】
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2 程玉芝;许永辉;郭新;;图像跟踪仿真试验系统设计[J];现代电子技术;2011年20期
3 姜君;陈庆伟;郭健;樊卫华;;基于逆系统解耦的动中通系统仿真研究[J];系统仿真学报;2012年10期
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1 韩梦嘉;关广丰;熊伟;王海涛;;基于XPC环境的两轴稳定平台控制策略研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
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1 王玉辉;船用摄像稳定平台测控问题研究[D];山东科技大学;2011年
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1 郭惜久;水面稳定平台测控系统研究[D];南京理工大学;2011年
2 董宁;辐射表检定系统中三维转台控制系统设计[D];长春理工大学;2011年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 梁万顺;梁永峰;;基于SMA阻尼器的大跨斜拉桥最优振动控制分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年01期
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5 魏立新;田学静;王洪瑞;宋阳;;基于改进型模糊聚类的模糊系统辨识方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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7 龙祖强;梁昔明;阎纲;陈列尊;;真值流动模糊控制算法及其在温控系统的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 马文涛;张庆振;史波波;高晨;;基于逆模型的再入飞行器鲁棒控制技术研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 诸德宏;王鹏;程新;朱熀秋;;交流主动磁轴承支承的电主轴逆系统解耦控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 刘慧博;周海晶;;飞行转台伺服系统的反演自适应滑模控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
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1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 吴定会;风能转换系统的分析、控制与优化方法研究[D];江南大学;2010年
7 刘军;LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计[D];浙江大学;2010年
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10 胡庆;高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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2 张靖;基于紫蜂技术的采煤机遥控系统设计[D];西华大学;2012年
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9 于淇;舞台控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2003年
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