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三轴电控转台控制方案设计与抗干扰问题研究

张旭之  
【摘要】: 转台作为半实物仿真的关键设备,在航空、航天工业和国防建设等领域中起着极其重要的作用。转台性能的优劣直接关系到仿真和测试试验的可靠性和置信度,是保证航空、航天型号产品和武器系统精度及性能的基础。因此,研制出高精度、高性能的转台对于我国航空、航天工业和国防建设的发展具有重要的意义。 本论文以实际科研课题为背景,将某型三轴电控转台作为研究对象。文中首先推导了转台的一般数学模型并分析了转台控制系统,接着给出了三轴电控转台系统的各项性能指标,针对该指标要求进行了系统总体方案设计。 针对外环系统惯量变化较大的问题,采用滑模变结构控制方法,设计了位置环控制器,并利用MATLAB软件进行了控制系统仿真,将滑模变结构控制效果与经典PID控制效果作了比较。 针对三轴电控转台系统中存在的各种外界干扰进行了分析,利用变结构控制和干扰观测器对这些干扰进行了抑制,通过MATLAB软件得到了干扰抑制效果仿真曲线。 最后根据三轴电控转台系统软件设计要求,采用模块化的方式对三轴电控转台系统控制软件进行了设计,并给出了详细的软件设计流程图。对采用变结构控制方案的转台系统进行了性能指标检测,得到了大量的实测曲线。通过分析这些实测曲线,验证了变结构控制的有效性。


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