一、跟瞄伺服快速调转的数字控制(论文文献综述)
张帆[1](2020)在《信标光动态基坐标传递及链路解耦研究》文中研究指明现如今,光通信技术已经随着计算机和光电子技术成为改变人类科学认知的一门新兴科学。信标光研究已经广泛涉及于各个领域,是当前光通信技术信息获取的重要途径之一,对信标光技术的理论和应用研究也具有越发深远的意义。本论文首先介绍了信标光动态传递的设计方案以及分析通信链路子系统的相关参数,将目标跟踪技术与信标光多姿态获取技术相结合,从而获取空间信标姿态信息。利用二维光电位置传感器(Position Sensitive Detector,PSD),以正交信标光为载体对信标光所携带的三维姿态进行测量,得到相关的方位、翻转角度以及俯仰等信息。根据点光源以及入射光斑对二维PSD电极电流位置输出以及电势场进行仿真处理,论文的主要工作有:(1)对光的捕获、跟踪、以及瞄准(ATP)系统结构以及动态传递方案、通信模式进行详细分析。根据相关理论推导以及跟踪系统设计,在一定的发射光功率条件下,实验得出ATP跟踪的准确度与通信性能之间的紧密性,实用价值较强。(2)在对信标光的基坐标传递机理深入分析后,基于2D PSD位置传感器的横向光电效应,对其在三维姿态测量中的应用进行理论推导以及模型的仿真。从仿真结果的电势场梯度方向分布可以看出,二维位置传感器检测的为光斑的质心。在强度质心相同时,如果光斑直径大小改变,2D PSD在测量区域范围内不会受到影响。(3)提出并设计了一种集空间目标亮度、光谱和偏振探测功能于一体的共光路多参数解耦测量系统,利用此系统对信标光动态传递过程进行多参数特征同时提取,为空间目标识别提供多维度的信息来源,解决了空间探测中多参数提取困难、提取效率低、识别错误率高的问题。(4)基于Lab VIEW设计了上位机软件,并进行了实时在线检测,模拟跟瞄系统。分析传感器的性能指标,模拟信标光进行光路实验以及三维姿态解耦实验,实验测得在工作区域内,2D PSD位移分辨精度达到2?m;在0~90°之间,偏振基矢角在一个周期内改变四次,偏振角度的测量精度低于3°。当偏振方位角在45°左右时,偏振测量的角度测量精度优于0.1°,测量精度达到要求,验证了测量方案的可行性。
温亮[2](2019)在《导引头双层稳定伺服控制系统研究》文中研究表明弹载伺服稳定平台主要用于隔离导弹飞行过程中的环境因素的扰动,不断根据导引头的测量信息,修正伺服天线框架角度和位置,始终保持天线的精确指向精度,因此在弹载设备上存在广泛的应用。但由于弹上环境的特殊性,对带宽要求大,既要保证高动态特性,同时还需要满足高精度。因此在高频,即扰动频率1Hz至5Hz的干扰下,稳定平台的高带宽高动态特性控制是亟待解决的问题。本文对双层稳定伺服控制系统在控制稳定平台提高高频去耦合能力方面进行了深入研究,为后续弹载高精度高稳定度稳定平台控制系统的实际应用提供了必要的理论依据和研究经验。与常规单稳定平台进行仿真对比,其在高频扰动情况下的带宽有了明显改善。首先,建立对导引头单稳定平台控制器的相关模型进行建模,建立了直流伺服电机、电流环、速度环及稳定回路的模型;根据建模及初步仿真计算结果,常规单稳定平台不能满足设计需求,需要进行进一步拓带宽优化设计;其次,为了进一步拓宽稳定平台的工作带宽,对双层稳定平台进行论述;对速度回路、预定回路、稳定回路进行分别建模;最后进行仿真实验。通过参数设计及调节,使伺服控制系统能够满足和达到导引头针对伺服平台的指标要求及最优参数配置。最后,对控制电路进行了详细设计,完成了电路原理图的设计与印制板电路的设计投产,并形成实物测试了其对应功能。
曾钦勇[3](2018)在《光电远程快速探测关键技术研究》文中提出随着航空航天技术的高速发展,侦察探测卫星、高空长航时飞行器、超音速导弹等快速空天平台对光电载荷远程探测的需求愈加强烈,技术指标要求越来越高,现有光电探测技术难以适应平台发展的需求。本文主要研究快速空天平台的光电远程探测技术,采用光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法、基于快速反射镜的宏微二级复合稳定平台控制和步进凝视扫描技术以及多波段共孔径探测技术,围绕着提升系统“光舱比”的技术路径,实现快速空天平台的光电远程探测。主要创新成果如下:1.研究光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法,大幅提高复杂光电系统研制的质量水平。通过提取单一学科不能实现的主要系统指标或承担光学、控制等多学科功能的核心元器件作为共要素,采用并行设计方法,使系统总体设计经历一次迭代即可得到较优解。利用此方法提高系统耦合性、控制精度,并缩小光电系统体积和重量,解决以往因采用串行和简单并行的总体设计方法需要多次迭代、欠缺耦合性设计导致的研制周期长、系统指标难以兼顾的问题。2.研究基于快速放射镜(FSM)的宏微二级复合稳定平台控制和步进凝视扫描技术,大幅提升平台稳定精度和成像质量。通过改进传统两轴两框架或两轴四框架机械稳定平台,增加快速反射镜精稳级,利用其高控制精度和高带宽特性,使平台稳定精度提高一个数量级;通过快速反射镜的像方反扫补偿实现步进凝视扫描,即伺服稳定平台作连续稳定的角运动,快速反射镜在光路中按照光学放大率作反向角运动,在毫秒量级的探测器积分时间内使光轴保持静止完成凝视成像,增加红外焦平面阵列探测器有效积分时间,显着改善成像质量。3.基于上述研究,提出以“光舱比”(光学口径与舱体直径之比)作为衡量复杂光电探测系统集成度的指标,实现在空天平台体积重量约束下的最优光电系统性能。通过进一步研究多波段共孔径探测技术,结合二极管泵浦固体激光器(DPL)技术、宏微二级复合控制稳定平台技术、快速步进凝视扫描技术和多探测器复用技术,最大限度提升系统光学口径和焦距,实现远程探测。4.将上述理论研究成果应用于某低空快速飞行平台红外探测装置、某高空快速飞行平台红外探测装置,在短研制周期、小体积重量以及恶劣使用环境等苛刻条件下,成功研制出工程样机,达到了总体要求。在总体设计时按照光电共要素并行多学科快速协同设计的方法,通过并行的子空间多方案快速概念设计及排列组合优化,转化为工程设计的共要素约束条件,进而指导分配光机系统和伺服稳定系统的设计权重,并在电子样机上对设计方案进行综合性能动态评估和迭代优化,经过一次设计迭代,确定总体技术方案。其中,在某低空快速飞行平台红外探测装置的研制中,针对小窗口大扫描角的要求,采用伺服稳定平台为主、光机为辅的设计权重,确定了基于陀螺稳定反射镜物方扫描的方案,具有高精度和高动态的稳像能力,突破小窗口、大扫描角和高角分辨率前提下快速高清晰度扫描成像的技术壁垒,实现了设计指标;在某高空快速飞行平台红外探测装置的研制中,针对机载快速扫描光电成像系统,采用光机为主、伺服稳定平台为辅的设计权重,基于快速反射镜复合轴控制的快速步进凝视扫描技术,通过设计前置望远系统、后置成像系统的光机结构和三轴光纤陀螺稳定两轴框架平台,配合小惯量的快速反射镜进行一维反扫进,实现了超过300公里远距离的高精度和高动态稳定红外成像,达到了设计指标;将上述理论成果应用于无人机光电瞄准吊舱研制,首先从提升“光舱比”的核心需求出发,采用光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法,拟定光电瞄准吊舱的总体方案,其次针对光机系统,设计同轴共孔径光学系统,结合激光测照子系统,形成系统多光合一的整体光机结构,然后针对伺服控制系统,采用基于快速反射镜的宏微二级控制稳定平台技术和快速步进凝视扫描技术,使整个系统具备体积小、重量轻的特征和高精度、高动态的瞄准能力,最终通过设计仿真达到了设计指标,处于国际先进水平,现已进入工程试制阶段。本文的理论研究和工程研制为快速空天平台光电远程探测系统研制提供了理论方法和技术基础。
李乐[4](2018)在《针对低慢小目标的激光武器粗瞄控制系统研究与设计》文中提出基于激光的定向打击武器是近些年兴起的一种用于反制“低慢小”飞行器目标的装备。本文在这一趋势下研究了激光武器的粗跟踪瞄准系统,通过控制系统设计,达到在打击之前将目标锁定在合理的范围之内的目的。本文主要研究对象为基于双轴转台的粗跟踪平台,设计转台控制系统,并通过仿真验证了可行性。首先,根据双轴跟踪架的结构和粗跟踪系统的技术要求,对粗跟踪系统的整体设计方案进行了确立,并通过对直流力矩电机及驱动系统和圆光栅测角系统选择,在此基础上对转台系统建立数学模型。其次,在系统数学模型基础上进行了转台控制系统设计。为了满足跟踪系统在不同模式下的工作需要,控制器设计采用了大偏差角和小偏差角两种情况下的控制器设计,大偏差控制器用于实现跟踪系统响应外部指令情况下的快速调转,小偏差控制器用于相机反馈目标相对位置情况下的稳定跟踪瞄准。通过仿真验证了两种控制器在阶跃信号下的切换跟踪效果。然后,系统跟踪状态下中通过相机反馈目标相对位置,即脱靶量。由于相机反馈具有较长的延迟,会造成系统跟踪精度的降低和影响系统的稳定性。在该情况下采用了基于Kalman预测的跟踪方法,用于减小时滞对系统跟踪精度的影响。在目标运动模型之上建立了Kalman预测器来估计控制时刻目标的角位置。通过仿真比较了加入Kalman预测前后存在延迟情况下控制效果。最后,对粗跟踪控制系统的硬件系统和软件系统进行了介绍。硬件数字控制器采用了研华公司的PCM-3362嵌入式计算机,设计了将数字控制量转换成模拟量的D/A转换电路,介绍了圆光栅测角系统角度信号读取的原理和数据读取逻辑设计,介绍了跟踪架系统的配电设计和保护环节,针对获取相机信号、系统接收外部命令和系统调试需求,设计相应的串口通信接口电路实现RS-422通信。在DOS系统下进行了跟踪系统软件设计。
杜京鹏[5](2018)在《两轴光电系统角运动特性提高方法研究》文中指出光电系统是实现目标探测、识别及跟踪、瞄准的有效设备,其核心是为系统提供目标动态定位定向信息,在精确引导装备中起到重要作用,已经广泛应用于战机、坦克、战舰等多种平台。由于光电系统视场的有限性和目标与平台的相对高速运动速率提高,对光电系统高速调转情况下的视轴指向特性提出了更高要求。本论文在结合国内外相关技术的基础上,分析研究两轴光电系统的原理,通过对现有某型两轴光电系统进行结构特性分析,聚焦于经典两轴光电系统结构的改进研究,提出了相应的光电系统结构改进方案,以确保光电系统的高速调转性能,并进行了模拟验证和光电系统有效性分析,改进后的光电系统性能得到较大提高,实现光电系统在调转过程中既有高的跟踪定位性能又有高的平稳性。本论文以两轴光电系统高速调转特性提高为目标,开展以下研究工作:首先,介绍了光电系统的背景和意义,分析了影响光电系统高速调转性能的诸多因素,以及目前国内外的研究现状;其次,研究了光电稳瞄系统的组成及原理,重点对现有的某型两轴光电系统和提高角运动特性后的该型光电系统进行对比特性分析,并指出不足;再次,根据相关资料并结合力学理论对某型两轴光电系统进行了力学特性分析及改进设计,并通过Autocad和UG软件进行呈现;最后,基于有限元理论和ANSYS Workbench软件对所设计的两轴光电系统通过静力学、模态、谐响应分析进行模拟验证并结合球面几何学等理论对所设计结构的指向精度进行了有效性分析。经分析验证,改进后的光电系统定位定向性能得到较大提高,实现光电系统既有高的跟踪定位性能又有高的稳定性。本轮文所改进的两轴光电系统能在角运动特性提高的情况下仍然保持高的视轴指向精准度,为提高两轴光电系统所能适应的高速调转需求提供了有效的方法。有望广泛应用于各种高速调转需求的武器平台,为光电系统更好地实现高速精准调转功能满足对目标的精确打击或防御等措施提供有力的帮助。
贾建辉,马纪军,汪洋[6](2018)在《天线伺服系统大角度调转控制策略研究》文中研究表明首先对天线伺服系统模型及组成结构进行简要分析,在此基础上建立基于误差-速度的状态空间数学模型。然后利用双积分型最优控制的相关结论,给出基于电流控制的最优控制律,用于天线伺服系统角度调转,并在此基础上结合位置环输出对电流的影响,实现了基于位置环输出的bang-bang控制。为避免bang-bang控制在控制末端出现角度震颤,采用bang-bang控制和PID控制相结合的双律控制策略,并给出双律切换条件的设计方法。最后在实际系统中进行测试验证,结果表明上述方案简单有效。
张恩东,李焱,张玉东,陈宁,李珍[7](2016)在《基于直流力矩电机快速定位光电伺服系统设计》文中提出光电设备大角度失调时需要快速定位来重新捕获跟踪目标。传统的方法为Bang-Bang控制,单Bang-Bang控制在精确定位时,极易出现抖振现象,针对这一不足,基于直流力矩电机提出了一种双模控制,即大角度调转时采用非线性Bang-Bang控制,在精定位,且目标满足图像提取阈值时,切换为线性控制,线性控制分为两个阶段,在红外捕获过程中,位置回路采用一阶调节器,在红外跟踪环节,位置回路切换为二阶调节器,并结合脱靶量信息完成红外捕获、跟踪的闭环控制。通过试验,在给定的某直流力矩电机的基础上,加以双模控制和文章给定的切换准则,光电设备180°快速定位在1.9 s左右,比传统方法缩短了近0.5 s,快速性大大提高,同时利用激光测距机可以给出舷角相差180°的单目标三维信息数据率为0.53 Hz,稳定性达到设计要求,提高了快速定位时光电对抗能力。
廖洪波[8](2016)在《武器站伺服装置的性能分析与控制问题研究》文中提出武器站作为一种搭载中小口径枪械的火力打击武器,能够实现对目标的探测、跟踪、识别和打击,在军事装备领域得到越来越多的应用。武器站伺服装置作为武器站的重要组成部分,其性能直接影响武器站的打击精度。本文围绕如何提高武器站伺服装置性能这个问题,在性能指标设计、机电耦合建模及模型参数辨识、影响性能的关键因素分析、伺服控制误差抑制等方面展开研究,以为武器站伺服装置性能的提升提供理论依据和工程技术指导。论文的主要工作如下:1.分析了武器站伺服装置的组成、工作原理和功能需求。在此基础上,对伺服装置的性能指标进行了设计,主要对其中关键性能指标,如稳定精度、最低平稳速度、角位置精度、随动精度和伺服刚度进行了详细设计,推导了这些关键性能指标设计的数学公式。2.针对武器站伺服装置的机电耦合建模问题,分析了武器站伺服装置的多轴耦合动力学关系,建立了包含电流环、机械传动和传感器三部分的单轴机电耦合模型。采用理论和模型仿真分析方法分析了模型参数对武器站伺服装置性能的影响,找出了其中的关键影响因素。为武器站伺服装置的结构优化设计和基于模型的控制提供了理论依据。3.精确的模型参数是武器站伺服装置进行仿真分析和基于模型的高精度控制的基础。针对这一问题,采用模型参数分离辨识方法对所建立的机电耦合模型参数进行了辨识。详细分析了参数辨识的原理,推导了参数辨识的模型结构、最优化准则函数,给出了参数辨识的具体步骤。以研制的某型武器站伺服装置方位和随动俯仰轴为对象对其参数进行了辨识,给出了参数辨识的具体结果,并从开环和闭环时域响应角度,对比分析了依据辨识值的模型仿真结果与实际测试结果之间的一致性。4.摩擦和低阶机械谐振是制约武器站伺服装置性能提升的两个重要因素。针对摩擦问题,详细分析了传统摩擦补偿器设计中存在的问题,在结合谐波齿轮自身摩擦特性的基础上,对传统摩擦补偿器进行了修正,修正后的摩擦补偿器能够有效的实现对速度过零“死区”、位置“平顶”和低速平稳性的补偿。针对机械谐振问题,提出了一种利用速度差附加反馈的谐振抑制方法,该方法通过增加闭环系统的阻尼特性来降低机械谐振峰值的影响。详细分析了该方法的原理,控制参数配置方法。实验验证了所提摩擦补偿和谐振抑制方法的有效性。5.针对武器站伺服装置性能指标的测试问题,提出了主要指标的测试方法。以研制的某型武器站伺服装置为测试对象构建了测试系统,给出了稳定精度、最低平稳速度、角位置精度和随动精度的测试方法与结果。结果表明,所研制的某型武器站伺服装置性能指标优于设计值。
张恩东[9](2016)在《光电设备伺服控制系统的快速调转技术研究》文中提出随着现代光电技术的发展,快速调转能力成为光电设备的一项重要指标,一些传统的控制算法已经不能满足光电设备快速调转时快速性和稳定性的需要。Bang-Bang控制快速性已被证明是一种优良的控制算法,对于光电设备快速调转能力来说,系统要求在调转进入小范围时,要能稳定捕获并且跟踪目标,用来保证激光测距的准确性,以获取方位、俯仰和距离三维信息。这样Bang-Bang控制的缺点便显露出来,那就是在进入小偏差后,被证明极易不稳定,速度比较小时,收敛速度变得比较慢,目标红外抓捕时容易晃出视场。基于此本文提出一种三维信息变结构控制方式。即主控发给光电设备伺服控制系统快速调转命令,伺服判断调转角度,按照三维信息变结构控制的控制率进行调转,即大角度调转时采用非线性的Bang-Bang控制,增加其调转快速性,当接近既定目标时切换为线性控制,根据线性控制时不同调节器的不同特点,提出了在目标捕获阶段伺服控制系统位置回路采用一阶调节器,跟踪激光测距阶段位置回路采用二阶调节器的控制策略。并给出了不同阶段的切换条件。基于三维信息变结构控制的核心算法,文章构架了一套具有完整硬件和软件的伺服控制系统。首先,介绍了光电系统的概念,由此引申出快速调转伺服控制系统的基本组成,并对光电设备伺服控制系统主要元器件进行选型,且详细介绍了工程中的伺服系统数字化方法。其次,获取较为精确的机械时间常数Tm。传统的公式法求电机的机械时间常数Tm往往以忽略摩擦力作为前提,光电设备作为光学精密机械对Tm的精度和可信度要求较高。本文利用阶跃法推导出近似e指数函数作为Origin拟合软件的拟合公式,得到了精度和可信度较高的机械时间常数Tm和放大倍数K。再次,从理论上分析了单Bang-Bang控制的不足,提出了三维信息变结构控制方法,并从理论和实践上进行了论证,同时采用PC104模块作为核心处理器进行伺服主板的硬件设计,实现了速度和位置的双闭环稳定控制算法。最后,介绍了伺服控制主板及其外扩电路和功率驱动电路的设计和实现。通过主控计算机引导,进行了大角度失调和双目标时快速调转跟踪试验,在既定电机条件下,实验数据如下:典型的180°大角度调转时间大约在1.86s,比传统方法缩短了近0.7s;典型的90°双目标能力大约为2.27s,比传统方法缩短了近0.9s,快速性提高明显,满足系统指标要求。配合激光测距机,录取报文,可以分析出稳定捕获后跟踪阶段4帧激光回值稳定,得到90°的双目标信息数据率为0.44Hz,稳定性满足系统要求。
孙嘉峰[10](2017)在《基于海基平台的伺服系统高精度跟踪控制算法研究》文中提出测量船在航行或者停泊的时候容易受到风浪、潮汐等复杂洋流的冲击和扰动,导致船载伺服系统无法高精度的跟踪运动目标,同时测量船本身的摇摆和位移带来的误差和惯性力负载,也对跟踪性能产生了影响。针对本文提出的性能指标,传统的伺服系统控制方法已经不能满足要求,因此需要提出一种更好的控制策略,对船载伺服系统的跟踪性能进一步提高。本文伺服系统以联合仿真实验室提供的数据为基础,建立比较精确的船载伺服系统仿真模型,基于自抗扰与分数阶控制理论,提出海基平台跟瞄系统的改进自抗扰与分数阶的组合控制算法,提高伺服系统的动态性能,为解决在海上动平台条件下大口径天线系统对目标的高精度稳定跟踪控制问题提供技术支持。首先,对船载伺服系统的总体结构进行分析,根据本文提出的伺服系统性能指标要求,对系统执行机构进行选型和验证。其次,推导了高速直流电动机的数学模型,建立了船载伺服系统三环仿真模型,并通过PID控制算法对模型进行了仿真验证。然后,针对传统船载伺服控制算法的不足,将自抗扰控制思想引入到船载伺服控制系统中,将扩张状态观测器(ESO/LESO)作为自抗扰控制算法的过渡过程,设计出改进线性自抗扰控制器,提高了系统的控制性能。最后,分析了线性自抗扰PD控制器的局限性,提出了改进线性自抗扰和分数阶PDμ控制器相结合的组合控制算法(LADRCFOPD),设计了船载伺服系统位置环LADRCFOPD控制器。仿真验证了该组合控制算法具有更好的控制性能,为今后进一步数字化工程实现提供了参考。
二、跟瞄伺服快速调转的数字控制(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、跟瞄伺服快速调转的数字控制(论文提纲范文)
(1)信标光动态基坐标传递及链路解耦研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究背景与意义 |
1.1.3 光信标技术研究概况 |
1.1.4 通信链路技术研究概况 |
1.2 信标光通信国内外研究现状 |
1.3 研究内容及具体工作安排 |
第二章 ATP光链路设计方案 |
2.1 ATP光链路动态传递 |
2.1.1 光通信链路跟踪过程分析 |
2.1.2 跟踪模型 |
2.2 粗跟踪系统设计 |
2.3 精跟踪系统设计 |
2.4 跟踪环路匹配 |
2.5 本章小结 |
第三章 光通信链路子系统研究 |
3.1 简介 |
3.2 通信模式 |
3.3 RZ码与NRZ码选择 |
3.4 直接光强度调制方式 |
3.5 通信波长选择 |
3.6 噪声分析 |
3.7 光通信链路分析 |
3.7.1 通信链路方程 |
3.7.2 相关参数计算 |
3.7.3 放大系统及差错分析 |
3.8 实验测试 |
3.9 本章小结 |
第四章 PSD位置传感器及三维姿态仿真 |
4.1 传感器选型 |
4.2 PSD光电位置传感器特性 |
4.2.1 PSD的横向光电效应 |
4.2.2 PSD的纵向光电效应 |
4.2.3 PSD非线性修正 |
4.2.4 仿真与实验 |
4.2.5 误差分析 |
4.3 点光源下PSD位置计算及仿真 |
4.3.1 电流以及位置计算公式 |
4.3.2 点光源下电流-位置关系仿真 |
4.4 光斑模式下位置计算及电势场分析仿真 |
4.4.1 电流及位置坐标推导 |
4.4.2 光斑模式电势场仿真 |
4.5 本章小结 |
第五章 信标光动态传递及链路解耦 |
5.1 信标动态传递过程 |
5.1.1 全球定位导航系统 |
5.1.2 惯性导航系统 |
5.1.3 混合系统 |
5.1.4 初始捕获PID控制器设计 |
5.2 系统硬件选取 |
5.2.1 二维PSD位置敏感探测器 |
5.2.2 光功率计 |
5.2.3 其他相关实验器材介绍 |
5.3 共光路多参数解耦测量系统 |
5.3.1 一体式观测装置设计 |
5.3.2 多参数提取解耦算法 |
5.3.3 总体装置结构 |
5.4 上位机设计及三维姿态解耦实验 |
5.4.1 三维姿态验证工作台设计 |
5.4.2 PSD位置测量 |
5.4.3 PSD角度测量系统 |
5.4.4 光强偏振检测 |
5.4.5 三维姿态链路解耦 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
致谢 |
(2)导引头双层稳定伺服控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状与分析 |
1.2.1 国内外导弹典型的弹上稳定平台系统 |
1.2.2 稳定平台控制系统在导引头应用的现状 |
1.2.3 弹上稳定平台的发展方向 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 导引头单稳定平台的数学建模 |
2.1 引言 |
2.2 稳定平台的工作原理 |
2.2.1 稳定平台的组成 |
2.2.2 稳定平台的工作状态 |
2.3 稳定平台数学建模 |
2.3.1 电机模型 |
2.3.2 电流环模型 |
2.3.3 速度环模型 |
2.3.4 稳定回路模型 |
2.4 去耦精度 |
2.5 稳定回路设计仿真 |
2.5.1 校正前精度分析 |
2.5.2 校正模型建立及精度分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 双层稳定伺服控制系统设计与仿真 |
3.1 引言 |
3.2 双层稳定平台建模 |
3.3 双层稳定伺服控制系统基本原理 |
3.3.1 平台相关坐标系 |
3.3.2 角度预定回路设计 |
3.3.3 下层、上层扰动输入量的计算模型 |
3.3.4 上层电机干扰扭矩对下层平台干扰力矩分析与建模设计 |
3.3.5 跟踪时双平台合成角度输出计算 |
3.3.6 稳定跟踪接收机角误差输出计算 |
3.4 电流环回路性能分析 |
3.5 速度回路性能分析 |
3.6 位置回路性能分析 |
3.7 稳定回路性能分析 |
3.8 上、下层平台之间耦合的建模与仿真 |
3.8.1 双层稳定平台的耦合模型建立 |
3.8.2 下层平台位置预定对上层平台的影响 |
3.8.3 下层平台稳定回路对上层平台稳定回路的影响 |
3.9 跟踪回路性能分析 |
3.9.1 无干扰情况下的仿真结果 |
3.9.2 1 Hz干扰、小幅度干扰情况下仿真结果 |
3.9.3 5 Hz干扰、小幅度干扰情况下仿真 |
3.9.4 1 Hz干扰、大幅度干扰情况下的仿真 |
3.10 本章小结 |
第4章 稳定系统的控制电路详细设计及仿真研究 |
4.1 稳定系统的控制电路整体实现方案 |
4.2 旋转变压器信号处理电路设计 |
4.2.1 AD2S80A外围电路元器件设计 |
4.2.2 旋变基准信号产生电路 |
4.2.3 D/A转换电路 |
4.3 角度预定回路校正电路设计 |
4.3.1 积分环节的校正电路 |
4.3.2 超前—滞后环节的校正电路 |
4.4 稳定回路校正电路设计 |
4.4.1 积分环节的校正电路 |
4.4.2 滞后—超前环节的校正电路 |
4.4.3 超前—滞后环节的校正电路 |
4.5 前馈校正电路设计 |
4.5.1 惯性环节的校正电路 |
4.5.2 超前—滞后环节的校正电路 |
4.6 速度回路校正电路设计 |
4.6.1 积分环节的校正电路 |
4.6.2 惯性环节的校正电路 |
4.6.3 电流环的设计 |
4.7 原理样机实现及初步测试 |
4.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(3)光电远程快速探测关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景与意义 |
1.2 国内外研究历史与现状 |
1.2.1 光电系统多学科协同设计与优化方法研究情况 |
1.2.2 光电稳定平台和光电成像探测技术发展情况 |
1.2.3 多波段共孔径探测技术发展情况 |
1.2.4 机载激光器技术发展情况 |
1.2.5 空天光电远程探测系统典型产品及其技术实现途径 |
1.3 本文的主要贡献与创新 |
1.4 本文的结构安排 |
第二章 快速空天平台光电远程探测技术理论研究 |
2.1 光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法研究 |
2.1.1 光电多学科协同设计与优化方法 |
2.1.2 光电共要素并行多学科协同设计与优化方法 |
2.2 基于FSM的宏微二级复合控制稳定平台技术和步进凝视扫描技术 |
2.2.1 快速控制反射镜基本理论 |
2.2.2 基于快速控制反射镜的宏微二级控制稳定平台技术研究 |
2.2.3 基于快速控制反射镜的步进凝视扫描技术研究 |
2.3 提升系统“光舱比”的多波段共孔径复杂设计技术研究 |
2.3.1 多波段共孔径复杂光学系统分析 |
2.3.2 红外光学系统的无热化设计 |
2.4 小结 |
第三章 光电远程探测技术在某低空快速飞行平台红外探测装置研制中的应用 |
3.1 基于光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计 |
3.2 像方扫描与物方扫描 |
3.2.1 像方扫描方案 |
3.2.2 物方扫描 |
3.3 设计实例 |
3.3.1 光机系统多方案择优 |
3.3.2 基于FSM的二级稳像控制系统 |
3.4 小结 |
第四章 光电远程探测技术在某高空飞行平台红外探测装置研制中的应用 |
4.1 基于FSM的复合轴控制快速步进凝视扫描系统的设计研究 |
4.2 设计实例 |
4.2.1 光机系统 |
4.2.2 稳定伺服控制系统 |
4.3 小结 |
第五章 基于提升系统“光舱比”的无人机光电瞄准吊舱技术研究 |
5.1 光电瞄准吊舱的总体设计技术 |
5.2 光电瞄准吊舱分系统设计 |
5.2.1 光电瞄准吊舱的基本组成和技术指标 |
5.2.2 光机子系统 |
5.2.3 激光子系统 |
5.2.4 宏微二级控制的稳定平台控制技术 |
5.3 设计结果 |
5.4 小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(4)针对低慢小目标的激光武器粗瞄控制系统研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 低慢小目标反制装备的发展 |
1.2.2 伺服转台的研究发展现状 |
1.2.3 基于视觉的伺服技术 |
1.3 论文的主要研究内容 |
第2章 跟踪架总体方案和系统建模 |
2.1 引言 |
2.2 跟踪架结构与技术要求 |
2.3 跟踪架控制系统整体方案 |
2.3.1 测角系统 |
2.3.2 直流力矩电机及其驱动系统 |
2.4 跟踪架系统数学模型 |
2.5 本章小结 |
第3章 跟踪架控制系统设计 |
3.1 引言 |
3.2 控制器设计 |
3.2.1 粗回路控制器设计 |
3.2.2 精回路控制器设计 |
3.3 粗、精回路控制器切换与仿真 |
3.4 控制器数字化 |
3.5 本章小结 |
第4章 脱靶量预测估计 |
4.1 引言 |
4.2 脱靶量延迟对系统性能的影响 |
4.3 跟踪滤波和预测方法 |
4.3.1 两点外推滤波 |
4.3.2 维纳滤波 |
4.3.3 加权最小二乘滤波 |
4.3.4 Kalman估计和预测 |
4.4 机动目标模型 |
4.4.1 多项式拟合模型 |
4.4.2 CV和CA模型 |
4.4.3 与时间相关机动模型 |
4.5 机动目标运动建模及Kalman预测 |
4.5.1 极坐标系建模 |
4.5.2 Kalman预测模型 |
4.6 仿真及结果分析 |
4.6.1 光学目标的仿真跟踪系统构成 |
4.6.2 脱靶量预测仿真验证 |
4.7 本章小结 |
第5章 控制系统软硬件设计与实现 |
5.1 引言 |
5.2 系统硬件设计 |
5.2.1 PC/104主控电路 |
5.2.2 D/A数据转换电路 |
5.2.3 测角系统电路设计 |
5.2.4 跟踪架转台配电设计 |
5.2.5 跟踪架保护系统 |
5.2.6 串行通信接口电路 |
5.3 系统软件设计 |
5.3.1 系统的软件设计 |
5.3.2 串口通信子模块 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(5)两轴光电系统角运动特性提高方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的目的及意义 |
1.2 国内外现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 主要研究内容及章节安排 |
2 某型光电系统分析 |
2.1 光电系统概述 |
2.2 光电系统组成及工作原理 |
2.3 某型两轴光电跟踪系统模型特性 |
2.3.1 某型系统结构 |
2.3.2 技术指标 |
2.3.3 某型两轴光电系统模型特性分析 |
2.4 本章小结 |
3 新型两轴光电系统结构改进设计 |
3.1 两轴光电系统机械结构分析 |
3.2 执行元件的选取 |
3.2.1 直流伺服电动机 |
3.2.2 交流伺服电动机 |
3.2.3 交流感应电动机 |
3.2.4 步进电动机 |
3.2.5 力矩电动机 |
3.2.6 电机的计算 |
3.3 轴的结构设计 |
3.3.1 轴的分类 |
3.3.2 轴的结构设计 |
3.3.3 轴的校核 |
3.4 轴承的选取 |
3.4.1 方位轴承的选取 |
3.4.2 俯仰轴承的选取 |
3.5 新型两轴光电系统数字样机的设计 |
3.6 本章小结 |
4 新型两轴光电系统结构特性分析 |
4.1 新型两轴光电系统三维模型的结构特征分析 |
4.2 ANSYSWorkbench有限元软件的介绍 |
4.3 有限元模型的建立 |
4.3.1 几何模型建立 |
4.3.2 设置材料属性 |
4.3.3 网格划分 |
4.4 静力学分析 |
4.5 动力学分析 |
4.5.1 模态分析 |
4.5.2 谐响应分析 |
4.6 本章小结 |
5 新型两轴光电系统有效性分析 |
5.1 精度分析的相关介绍 |
5.1.1 机械轴系误差分析 |
5.1.2 视轴误差分析 |
5.2 轴系误差对视角影响分析 |
5.2.1 视角误差概述 |
5.2.2 光电系统测角精度受视轴与俯仰轴不垂直度的影响 |
5.2.3 光电系统测角精度受方位轴与俯仰轴不垂直度的影响 |
5.2.4 光电系统测角精度受方位轴不铅垂的影响 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(7)基于直流力矩电机快速定位光电伺服系统设计(论文提纲范文)
0 引言 |
1 双模控制的控制方法 |
2 试验与分析 |
3 结语 |
(8)武器站伺服装置的性能分析与控制问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景与意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究背景与意义 |
1.2 武器站发展概况 |
1.2.1 国外发展概况 |
1.2.2 国内发展概况 |
1.3 关键技术研究文献综述 |
1.3.1 伺服装置性能指标设计问题研究 |
1.3.2 伺服装置机电耦合建模问题研究 |
1.3.3 模型参数辨识方法研究 |
1.3.4 摩擦补偿与谐振抑制问题研究 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 伺服装置性能指标设计 |
2.1 武器站工作原理分析 |
2.2 伺服性能关键指标设计 |
2.2.1 稳定精度 |
2.2.2 最低平稳速度 |
2.2.3 角位置精度 |
2.2.4 随动精度 |
2.2.5 伺服刚度 |
2.3 武器站伺服装置性能指标设计实例 |
2.4 本章小节 |
第三章 基于机电耦合模型的伺服性能影响因素分析 |
3.1 伺服装置多轴耦合动力学模型 |
3.2 伺服装置单轴机电耦合模型 |
3.2.1 电流环模型 |
3.2.2 机械传动部分模型 |
3.2.3 传感器模型 |
3.3 伺服性能关键影响因素分析 |
3.3.1 电流环对伺服性能的影响分析 |
3.3.2 机械传动部分对伺服性能的影响分析 |
3.3.3 传感器特性对伺服性能的影响分析 |
3.3.4 伺服刚度的影响因素分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 机电耦合模型参数辨识研究 |
4.1 参数辨识原理 |
4.1.1 电流环参数辨识 |
4.1.2 机械参数辨识 |
4.2 参数辨识步骤和结果 |
4.2.1 电流环参数辨识 |
4.2.2 机械传动部分参数辨识 |
4.3 模型仿真与测试结果对比分析 |
4.3.1 开环响应对比分析 |
4.3.2 闭环响应对比分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 摩擦补偿与谐振抑制控制问题研究 |
5.1 非线性摩擦补偿 |
5.1.1 传统摩擦补偿器存在的不足 |
5.1.2 修正后的摩擦补偿器设计 |
5.2 低阶谐振抑制 |
5.2.1 经典稳定控制回路存在的问题 |
5.2.2 附加反馈的稳定控制回路设计 |
5.3 实验验证 |
5.3.1 摩擦补偿实验验证 |
5.3.2 谐振抑制实验验证 |
5.4 本章小结 |
第六章 伺服性能测试方法与实验研究 |
6.1 测试系统组成 |
6.2 关键性能指标测试 |
6.2.1 稳定精度测试 |
6.2.2 最低平稳速度测试 |
6.2.3 角位置精度测试 |
6.2.4 随动精度测试 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
1.学术论文 |
2.科研项目 |
(9)光电设备伺服控制系统的快速调转技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题的主要工作 |
第二章 光电设备伺服控制系统的组成 |
2.1 伺服系统的总体结构 |
2.1.1 伺服控制系统的基本硬件结构 |
2.1.2 伺服控制系统工作原理 |
2.2 伺服系统数字化 |
2.2.1 信号的采样和保持 |
2.2.2 Z变换理论 |
2.3 主要部件选型及其工作原理 |
2.3.1 电机类型 |
2.3.2 角度测量元件的选择 |
2.3.3 旋转变压器_数字转换器的的选型 |
2.3.4 旋转变压器数据的解算 |
2.4 本章小结 |
第三章 变结构控制原理的提出及仿真 |
3.1 Bang-Bang控制的原理 |
3.2 Bang-Bang控制的不足和变结构控制原理的提出 |
3.3 快速调转系统模型的辨识 |
3.3.1 近似逼近e指数函数理论依据 |
3.3.2 高精度系统辨识实现过程 |
3.4 快速调转稳定跟踪模型建立及仿真结果分析 |
3.4.1 跟踪精度分析 |
3.4.2 速度回路的设计 |
3.4.3 位置回路的设计 |
3.4.4 切换条件的确定 |
3.5 本章小结 |
第四章 快速调转伺服控制系统的实现 |
4.1 快速调转控制系统硬件组成 |
4.2 伺服控制主板外扩电路 |
4.2.1 PC104工业控制总线简介 |
4.2.2 调宽波输出电路 |
4.2.3 模数转换芯片扩展电路 |
4.2.4 串口管理芯片的扩展电路 |
4.2.5 基于Quartus II的CPLD系统设计与实践 |
4.3 功率驱动电路设计与实现 |
4.3.1 脉宽调制(PWM)驱动工作模式 |
4.3.2 PC104产生带死区的PWM波形原理 |
4.3.3 60A PWM驱动功率级研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 实验与分析 |
5.1 实验条件和研究方法 |
5.2 实验数据分析 |
5.3 实验结论 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文的主要创新点 |
6.2 总结和展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读硕士学位期间研究成果 |
(10)基于海基平台的伺服系统高精度跟踪控制算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题背景及研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 船载伺服系统的研究现状 |
1.3.2 自抗扰控制技术在伺服控制中的研究现状 |
1.3.3 分数阶PID技术在伺服控制中的研究现状 |
1.4 本文主要研究内容及论文结构 |
2 船载伺服系统的总体结构 |
2.1 引言 |
2.2 船载伺服系统结构 |
2.2.1 船载伺服系统的特点 |
2.2.2 船载伺服系统的组成与工作原理 |
2.2.3 船载伺服系统的主要技术指标 |
2.3 船载伺服系统执行元件的选择 |
2.3.1 方位子系统电动机选型 |
2.3.2 俯仰子系统电动机选型 |
2.4 本章小结 |
3 基于高速直流伺服电机的船载伺服系统建模 |
3.1 船载伺服系统模型建立 |
3.1.1 伺服电机及其负载的数学模型 |
3.1.2 电流环的模型 |
3.1.3 速度环的模型 |
3.1.4 位置环的模型 |
3.2 三环伺服系统的模型验证 |
3.2.1 阶跃信号仿真分析 |
3.2.2 加扰动的阶跃信号仿真分析 |
3.2.3 正弦信号仿真分析 |
3.2.4 航路信号的仿真分析 |
3.3 本章小结 |
4 基于改进线性自抗扰的船载伺服控制算法研究 |
4.1 引言 |
4.2 自抗扰控制技术分析 |
4.2.1 传统自抗扰控制器的设计 |
4.2.2 扩张状态观测器扰动估计补偿原理 |
4.3 扩张状态观测器(ESO/LESO)替代跟踪微分器的研究 |
4.4 对速度回路信号的卡尔曼滤波器的设计 |
4.5 基于改进线性自抗扰控制算法的伺服控制器设计 |
4.6 基于改进线性自抗扰控制算法的伺服控制器仿真 |
4.7 本章小结 |
5 基于改进自抗扰和分数阶PD~μ的控制算法研究 |
5.1 引言 |
5.2 线性自抗扰PD控制器缺陷分析 |
5.3 分数阶PD~μ控制算法分析 |
5.3.1 分数阶基本函数 |
5.3.2 分数阶三种定义之间的关系 |
5.3.3 分数阶PD~μ控制器的设计 |
5.3.4 分数阶微分的动态特性 |
5.3.5 分数阶PD~μ控制器参数变化对系统性能的影响 |
5.4 基于改进自抗扰和分数阶PD~μ控制算法的伺服控制器设计 |
5.4.1 方位子系统位置环设计 |
5.4.2 俯仰子系统位置环设计 |
5.5 LADRC_FOPD算法的伺服控制器仿真分析 |
5.5.1 位置环跟踪阶跃信号仿真结果分析 |
5.5.2 位置环定位后突加扰动仿真结果分析 |
5.5.3 位置环跟踪正弦信号仿真结果分析 |
5.5.4 位置环跟踪A85航路信号仿真结果分析 |
5.5.5 模型参数变化后仿真结果分析 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、跟瞄伺服快速调转的数字控制(论文参考文献)
- [1]信标光动态基坐标传递及链路解耦研究[D]. 张帆. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [2]导引头双层稳定伺服控制系统研究[D]. 温亮. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [3]光电远程快速探测关键技术研究[D]. 曾钦勇. 电子科技大学, 2018(03)
- [4]针对低慢小目标的激光武器粗瞄控制系统研究与设计[D]. 李乐. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [5]两轴光电系统角运动特性提高方法研究[D]. 杜京鹏. 西安工业大学, 2018(01)
- [6]天线伺服系统大角度调转控制策略研究[J]. 贾建辉,马纪军,汪洋. 遥测遥控, 2018(01)
- [7]基于直流力矩电机快速定位光电伺服系统设计[J]. 张恩东,李焱,张玉东,陈宁,李珍. 微特电机, 2016(11)
- [8]武器站伺服装置的性能分析与控制问题研究[D]. 廖洪波. 国防科学技术大学, 2016(01)
- [9]光电设备伺服控制系统的快速调转技术研究[D]. 张恩东. 长春工业大学, 2016(11)
- [10]基于海基平台的伺服系统高精度跟踪控制算法研究[D]. 孙嘉峰. 南京理工大学, 2017(07)