舰载“菲涅尔”光学助降系统的精确控制研究

摘要

“菲涅尔”光学助降系统是装备于航母甲板之上，并朝舰载机着舰方向射出一道与海平面呈一定角度的光线，用以引导舰载机安全着舰的一套助降装置。而由于航母在海面上受到各种不稳定因素的干扰，很难使助降系统稳定持续地工作，所以研究如何精确地控制其工作是非常重要的，本文主要针对舰载“菲涅尔”光学助降系统的精确控制进行了研究。
　　文中先是根据光学助降平台的工作特性和要求定义了相应的坐标系，然后根据平台的结构以及执行机构等特点分步建立了数学模型，同时还分析了控制过程中可能出现的一些问题，并初步给出了解决方法。
　　随后根据前文所确立的数学模型，对平台的控制回路首先进行了转速负反馈双闭环控制，即通过对控制回路中速度环和位置环的构成双闭环稳定控制法，达到对外部干扰进行有效的隔离作用。但是又由于系统中出现的时滞问题的干扰影响，进一步提出了内模复合控制以抵消时滞环节的影响。
　　为了充分提高控制的精度还需考虑摩擦因素的干扰作用，于是针对平台中执行电机内部的摩擦用基于摩擦模型的RBF神经滑模补偿。通过这个补偿之后进而可把系统简化成一个二阶系统，从而提出一种基于双模型强自适应控制的平台摩擦补偿策略，并很好地完成了系统的摩擦补偿控制。
　　对于最终的控制器设计，在硬件和软件方面都采用了易于维护升级的模块化设计理念，完成了其中关键的信号调理、伺服驱动电路设计以及软件基本控制逻辑设计等工作。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 舰载光学助降平台研究现状

1.3 论文的主要研究内容及安排

第二章 舰载光学助降平台的数学模型建模

2.1 坐标系定义

2.2 助降平台的数学建模与分析

2.3 助降平台控制性能影响因素分析

2.4 本章小结

第三章 舰载光学助降平台的伺服控制策略研究

3.1 平台稳定回路的组成

3.2 平台稳定回路综合设计及校正

3.3 基于内模的复合控制

3.4 本章小结

第四章 舰载光学助降平台的摩擦补偿策略研究

4.1 摩擦的产生及模型建立

4.2 基于摩擦模型的电机轴系摩擦补偿策略

4.3 基于双模型强自适应的平台摩擦补偿策略

4.4 本章小结

第五章 基于嵌入式运动控制模块的平台伺服控制系统

5.1 平台系统的概述

5.2 伺服控制系统的硬件设计

5.3 伺服控制系统的软件实现

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 对未来工作的展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文