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原文传递船用稳定平台运动规划算法研究

论文题名：	船用稳定平台运动规划算法研究
关键词：	稳定平台;姿态预测;速度规划;船舶工程
摘要：	船舶在大海中航行时受到风、浪、涌等扰动作用,影响其搭载设备的姿态稳定性。船用稳定平台作为位置随动装置,能实时的测量船体的姿态变化,通过镜像运动隔离船舶的纵横摇扰动影响,从而保证其搭载设备在惯性空间中水平稳定。近几年来,随着各国在军事装备及民用产品方面的技术发展,稳定平台也得到了越来越广泛的应用。本文以二轴船用稳定平台运动控制系统为研究背景,着重对稳定平台伺服控制系统进行了分析与设计,深入讨论了稳定平台运动位置姿态预测及运动速度规划算法,并进行了相应的实验验证。本文主要研究内容如下: 　　首先,介绍了稳定平台伺服控制系统的设计指标,并对其功能及扰动隔离原理进行了分析;完成了伺服控制系统的总体设计,并着重对基于DSP的伺服主控制器进行了硬件电路设计和软件控制程序设计。　　其次,为了减少GPS姿态测量数据的噪声和闭环系统的时延对稳定平台控制精度的影响,分析了几种数据平滑滤波和平台姿态预测的方法,并对各种方法分别进行了VC++6.0软件仿真及在DSP主控制器上的实验验证。以算法的实时性和位置精度为准则,最终确定以滑动平均滤波算法进行数据平滑滤波,以Kalman滤波预测算法进行姿态预测。　　然后,为了稳定平台运动速度的平稳连续性,对其运动速度规划算法进行了深入研究。分析了各种常用的加减速算法,结合稳定平台运动控制特点,分别进行了基于T型和S型的稳定平台速度规划算法设计,并通过在DSP主控制器上的实验验证,最终确定基于S型的速度规划算法为最优方案。　　最后,完成了对稳定平台伺服系统的伺服闭环参数的调试,得到了伺服系统与机械台体的最佳匹配状态;制定了稳定平台运动规划算法实验方案,并针对不同海况下的运动规划算法的控制精度进行实验验证,获得了良好的效果;将整个稳定平台系统进行联机调试,得到了较小的系统控制误差,证明本文设计满足技术指标要求。
作者：	夏旭
专业：	机械制造及其自动化
导师：	薛开
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文