陀螺稳定光电平台伺服控制系统设计与实现

摘要

以某光电稳定跟踪平台系统为背景，以采用平台整体稳定式的陀螺稳定光电平台为主要研究对象，以陀螺稳定光电平台的伺服控制为研究方向，研究基于该稳定平台的陀螺稳定和伺服控制技术，并设计研制了满足伺服控制精度指标要求的陀螺稳定光电平台伺服控制系统。
　　在介绍陀螺稳定平台组成的基础上，分析了受控对象的数学模型；对系统稳定回路的工作原理和负载平台运动学予以分析，针对所采用“三环”结构及前馈复合控制建立数学模型，并讨论其各个组成环节的传递函数，提出了伺服控制策略和伺服控制器的设计方案；从系统平台结构配置、元器件选型计算方面进行了详细分析设计，提出了系统结构设计方案和伺服控制系统硬件、软件设计方案。仿真实验测试结果表明，所设计方位、俯仰控制器满足陀螺稳定平台稳定精度要求。
　　通过本课题的研究，较全面地掌握基于运动负载平台的和基于陀螺稳定的光电平台理论模型及伺服控制方法，并在研制过程中积累实验、经验数据，为今后研究满足不同系统需求的同类型稳定控制伺服系统提供重要参考依据、技术支持，其研究内容具有重要意义和实用价值。

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第一章 绪 论

1.1 选题依据与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 章节安排

1.5 本章小结

第二章 陀螺稳定平台系统分析

2.1 陀螺稳定平台组成

2.2 系统数学模型

2.3 稳定回路工作原理

2.4 负载平台瞄准线稳定原理分析

2.5 陀螺对系统性能影响分析

2.6 本章小结

第三章 陀螺稳定平台系统总体设计

3.1 系统总体结构

3.2 性能指标要求

3.3 主要器件选型

3.4 陀螺稳定平台结构设计

3.5 本章小结

第四章 伺服控制器设计

4.1 设计思路

4.2 控制策略

4.3 本章小结

第五章 伺服控制系统工程实现

5.1 伺服控制系统功能

5.2 伺服控制系统架构

5.3 硬件电路设计

5.4 控制系统软件设计

5.5 本章小结

第六章 仿真及实验结果

6.1 速度环建模仿真

6.2 位置环建模仿真

6.3 控制器稳定仿真结果

6.4 仿真结果与分析

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果