变负载两轴转台实时跟踪控制系统的设计

摘要

本课题来源于多联装的导弹发射武器系统的两轴随动转台的实际研制项目。本文主要进行两轴转台实时跟踪控制系统的设计和研究。实时跟踪控制系统亦称随动系统。随动转台在实际工作中由于导弹不断减少和外界风阻等干扰的存在，其负载是时变的，这对于随动控制系统的设计增加了不少难度。两轴随动转台主要由方位和俯仰两套随动系统组成，本文主要对俯仰随动控制系统进行设计和研究。首先，进行随动控制系统的总体设计方案，概述了随动控制原理和系统性能指标，分析了俯仰电机的负载变化情况，并进行重要部件选择和随动控制器硬件设计。其次，采用常规方法详细设计随动控制系统。对俯仰电机-负载部分进行仿真建模，采用常规方法对随动控制系统的电流环、速度环和位置环进行详细设计，分别在无干扰和有干扰的条件下进行仿真研究，得出研究结论：常规方法设计的随动系统在变负载条件下性能明显下降，不能满足系统要求。为了满足变负载条件下的随动性能要求，本文创造性的将自抗扰控制器应用于随动控制系统的设计。针对随动控制系统的变负载情况，采用自抗扰控制器对速度环进行设计，电流环和位置环与常规设计的相同，分别在无干扰和有干扰的条件下进行仿真研究，并且与常规随动控制系统进行比较研究，得出研究结论：与常规方法设计的随动系统相比，采用自抗扰控制器的随动系统在变负载条件下性能略微下降，能够满足系统要求。研究表明，应用自抗扰控制器的随动控制系统与常规随动控制系统相比，具有很好的动静态性能和很强的抗干扰能力，是实现变负载随动控制的有效方法。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 随动系统及其在武器控制系统中的应用

1.2 课题的研究意义

1.3 本人的主要工作

第二章 随动转台控制系统总体设计

2.1 随动转台的功能、组成和工作原理

2.2 系统技术指标

2.3 负载分析计算

2.4 重要部件选择

2.4.1 电机的选择

2.4.2 驱动器的选择

2.4.3 测速发电机的选择

2.4.4 旋转变压器的选择

2.5 随动控制器的硬件设计

2.6 本章小结

第三章 常规随动控制设计

3.1 双闭环调速系统仿真设计

3.1.1 俯仰电机建模

3.1.2 双闭环调速系统仿真设计

3.2 常规随动控制设计

3.2.1 随动控制器控制策略

3.2.2 位置环控制器设计

3.2.3 位置环稳定性分析和参数计算

3.2.4 位置环仿真研究

3.3 本章小结

第四章 自抗扰控制器在随动控制设计中的应用

4.1 自杭扰控制器的发展和控制机理

4.1.1 自抗扰控制器的发展

4.1.2 自抗扰控制器的控制机理

4.2 运用自抗扰控制器设计随动控制

4.2.1 速度环设计

4.2.2 位置环仿真研究

4.3 本章小结

第五章 总结和展望

参考文献

致谢

攻读工程硕士期间发表或录用的论文