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两轴船载稳定平台控制系统设计与研究
| 论文题名： | 两轴船载稳定平台控制系统设计与研究 |
| 关键词： | 船载稳定平台;惯性器件;控制系统;数学模型 |
| 摘要： | 当船体受到海风、海浪等海洋扰动的作用时，会影响到舰船上的雷达、卫星通信系统等设备的稳定性，船载稳定平台能够隔离载体扰动，保证平台上的设备相对惯性坐标系稳定。本课题以两轴船载稳定平台为对象，针对稳定平台的控制系统展开了设计与研究。 首先，对稳定平台系统的总体设计进行了介绍。从理论上分析了两轴稳定平台的稳定原理，对系统的组成进行了详细论述；设计了基于速度内环和位置外环的双闭环控制结构，并针对船载稳定平台的特点和传统 PID控制算法的局限性，设计了模糊自适应PID控制算法。 其次，根据系统的总体设计方案，对系统的各组成部分建立了数学模型，并运用MATLAB软件对系统数学模型进行了仿真。通过对系统校正前和校正后仿真结果的对比分析，验证了控制算法的有效性。 在系统总体设计和数学模型仿真分析的基础之上，从软硬件两方面对系统的工程实现进行了详细介绍。设计了基于MEMS惯性器件的姿态检测单元电路和直流力矩电机驱动电路；编写了基于LabVIEW软件环境的系统控制程序，实现了友好的人机交互界面，并可以对系统参数和数据在线实时显示。 最后，对控制系统进行了实验测试。利用本文所设计的模拟海浪运动实验装置，对稳定平台控制系统进行了稳态误差、动态性能及稳定精度等主要参数的测试。测试结果表明，稳定平台控制系统的各项技术指标满足使用要求；在外部干扰情况下，航向轴稳定精度≤1.5°，俯仰轴稳定精度≤1.0°。 |
| 作者： | 李猛 |
| 专业： | 集成电路工程 |
| 导师： | 付石友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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