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基于船载稳定平台的伺服控制系统研究
| 论文题名： | 基于船载稳定平台的伺服控制系统研究 |
| 关键词： | 船载稳定平台;伺服控制系统;直流力矩电机;滑模控制器 |
| 摘要： | 随着国防武器装备水平的发展，对船海装备的稳瞄、跟踪能力提出了更高的要求，对高精度、快响应稳定跟踪平台的需求变得越来越为迫切。本文以船载稳定平台为研究对象，针对稳定平台的伺服控制系统展开研究。 首先，基于直流力矩电机建立三闭环伺服控制系统模型，根据系统性能要求，分别设计电流环、转速环和位置环控制器。设计滑模切换函数和滑模控制器，使用边界层法抑制滑模控制中的抖动。仿真结果验证了滑模控制器具有较好的鲁棒性，边界层法对滑模抖动具有显著的抑制作用。 然后，设计双轴船载稳定平台伺服控制装置，包括ARM核心板、控制板、驱动板、滤波电感等。采用Altium Designer09设计印制电路板，在KeilμVision5环境中编写程序与算法。在Labview环境中设计船载稳定平台伺服控制装置的上位机程序和界面，包括调试模块、分析模块和数据处理模块。 最后，在单轴转台和双轴转台上分别进行实验研究。PID控制时，在单轴转台和双轴转台上，伺服控制均能达到静态无差要求。对于周期为10s幅度为5°的正弦波跟随时，单轴转台最大跟随误差约为0.675°，双轴转台航向轴最大跟随误差约为0.765°，俯仰轴最大跟随误差约为0.315°。滑模控制时，单轴转台伺服控制存在幅度为0.0045°的抖振，对于周期为10s幅度为5°的正弦波跟随时，其最大跟随误差约为0.36°。通过测量模块获得了单轴转台的Stribeck摩擦模型参数和转动惯量，达到了预期的设计要求。 |
| 作者： | 史普帅 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 孙正鼐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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