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光电跟踪系统的设计与实现

孔庆珊  
【摘要】:动态目标跟踪技术是测试技术领域研究的前沿方向,它主要应用于军事、航天、交通等领域,特别在军事领域取得成功。光电跟踪控制系统是跟踪、侦察、定位、导航等应用领域的关键组成部分,跟踪精度是衡量光电跟踪系统的主要指标。本文以光电跟踪转台系统为研究对象,着重对伺服系统的控制结构、信号的滤波方式及控制算法进行研究。本论文主要对以下几个方面进行了研究: 首先,概述了光电跟踪系统的研究发展现状,并进一步探讨跟踪控制算法和滤波预测技术的发展概况,阐述了本文的研究意义。 其次,根据光电跟踪系统的性能指标,对光电跟踪系统的总体方案进行分析,通过比较分析各种跟踪系统的结构,最终确定光电跟踪系统的机械结构,并据此设计伺服控制系统,确定伺服控制系统的控制策略和组成结构。 然后,对跟踪控制系统建模,确定控制系统采用的电流环、速度环和位置环闭环结构,并逐环进行了设计与分析;采用DSP为核心元件设计控制器,并对整个控制系统的软件进行设计。 最后,为了提高控制精度,消除时延和噪声对系统影响,研究几种滤波方法,通过仿真平台进行分析,预测滤波方法可以有效减小跟踪误差,通过仿真结果的分析比较,从而确定稳态Kalman预测滤波方法为最优方案。通过系统调试和试验证明满足指标要求。


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