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三轴摇摆台系统设计及其H<,∞>控制实现
| 论文题名： | 三轴摇摆台系统设计及其H<,∞>控制实现 |
| 关键词： | 三轴摇摆台系统;船舶运动;三自由度;摇摆台;交流伺服系统;摇摆台控制 |
| 摘要： | 三轴船舶运动模拟摇摆台可模拟船舶三自由度横摇、纵摇、艏摇三个自由度的运动，为船用设备提供真实的船舶运动模拟仿真环境。通过计算机仿真得到船舶运动轨迹，作为摇摆台的控制输入，可真实地模拟船体运动。设计的摇摆台属于典型的UOO台体结构，内框和中框可以在有限角度内摇摆，外框可在360度范围内任意位置为零点做摇摆运动。根据响应速度及负载要求，在保证精度的前提下，采用交流伺服系统及减速机构驱动台体，对比常见的直驱伺服控制方式，精度较差，但同等功率及小体积下，负载及响应速度显著提高。 首先，分析摇摆台的工作原理，建立了台体力学模型，采用MATLAB仿真分析台体三框之间的耦合作用，并分析了在船舶随机运动作为输入情况下摇摆台的响应能力。为满足摇摆台系统的稳定性和实时性要求，改善系统的响应能力，提高系统的稳定性，基于H∞控制理论设计了摇摆台系统的控制策略，并进行了仿真分析。 根据模型仿真分析的结论，进行了摇摆台驱动系统的选型，采用安川交流伺服系统和高精度Neugart行星减速机驱动台体运动，满足大负载、响应速度快，控制精度要求相对不高的要求。上位机采用工控机加多轴运动控制卡PMAC的控制方式，为了满足测角系统实时性和测角精度的要求，台体轴侧安装高精度角度编码器，并采用基于CANopen总线的系统实时输出系统的姿态角。最后采用Visual Basic设计上位机监控系统，并运用OPC技术与PLC实现数据交互。 通过现场调试，摇摆台带载情况下，响应能力、控制分辨率以及侧角精度都可满足要求。 |
| 作者： | 印大秋 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 梁利华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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