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基于DSP的船用光电观测仪稳定平台控制系统设计
| 论文题名： | 基于DSP的船用光电观测仪稳定平台控制系统设计 |
| 关键词： | 稳定平台;方向余弦矩阵;伺服控制;最小二乘法;光电观测仪;舰载设备 |
| 摘要： | 光电稳定平台是为解决动基座上设备能够稳定运行而设计的，它能够有效地帮助设备隔离了如船体摇摆、振动等动基座的干扰，使设备能够持续、稳定地工作。舰载光电稳定平台是光电稳定平台的一个重要的类别，其技术这些年来有了长足的发展，它的作用已经从原来的军用领域扩展到了民用领域，不仅可以运用于侦查敌情，还在海警巡逻、搜救以及环境检测等诸多领域有重要的用途。为了满足各方面不同的需求，舰载光电稳定平台的控制精度要求越来越高，控制系统本身也越来越复杂。本文以实验为基础，针对舰载设备的特点，对舰载光电稳定平台设计原理以及伺服控制算法进行了深入的研究。 本文首先从设计结构和视轴稳定原理方面概述了国内外光电稳定平台的发展近况及。然后针对舰载光电稳定平台的设计要求和难点进行了一下几方面的研究： 1、设计一种针对动基座双轴光电稳定平台（俯仰、方位双轴）的视轴稳定解决方案。通过方向余弦矩阵建立各个坐标系之间的联系，并根据舰船惯导系统所提供的船体姿态信息以及方向余弦矩阵解算出伺服控制所需的跟踪角度。 2、针对舰载光电稳定平台转轴摩擦力大以及舰船惯导系统姿态数据更新较慢等技术难点，深入研究伺服控制算法。设计一套包含电流环、速度环、位置环以及前馈补偿环节的多环路复合控制系统，保证了系统的刚度，克服大摩擦力。在此系统的基础上外加前馈补偿，提高系统的控制精度。通过系统仿真，验证所设计的伺服控制系统的可行性。 3、使用最小二乘拟合曲线法弥补姿态数据更新较慢的缺点。并系统中增加了智能控制以及陷波器的算法增加了系统的抗扰能力。 3、对基于的TMS320F28335型号DSP的伺服控制板进行程序设计。把伺服控制算法用双线性变化的方法离散化，将伺服控制算法和视轴稳定解决方案用 C语言在 DSP中实现。设计数字滤波器滤除实际系统中可能出现的噪声。将一对多级旋转变压器数据进行融合，得到高精度的角度位置反馈。连接各个模块，完成对稳定平台的控制。 通过对平台的实际调试验证系统的可行性，对系统进行反复地调整使系统达到较高的精度指标。证明本文研究成果可应用于一般性的舰载光电稳定平台。 |
| 作者： | 许文 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 黄卫权;孟超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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