四軸天線跟蹤平臺控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、跟蹤平臺能夠有效隔離外部擾動和載體自身運動所產(chǎn)生的角運動，能使得安放在跟蹤平臺上的天線設(shè)備不受外部擾動和載體運動的影響而失去跟隨的目標信號，保證天線設(shè)備能夠精確跟蹤目標，從而實現(xiàn)實時、穩(wěn)定的通訊，因此被廣泛應(yīng)用于航天、航海各個領(lǐng)域。本次以四軸天線跟蹤平臺為討論對象，對跟蹤平臺中的各個子系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，通過建立的數(shù)學(xué)模型對相關(guān)控制算法進行在線仿真與分析，接著分別對整個控制系統(tǒng)的軟硬件進行設(shè)計。
　　本文首先對整個跟蹤平臺系統(tǒng)的控制

2、流程進行了簡要的分析，為了隔離外部擾動和載體自身運動影響，通過姿態(tài)解算得出各個軸所需要轉(zhuǎn)動的角度，并對本次跟蹤平臺控制器的設(shè)計中需要的核心元器件進行分析選型。
　　其次依據(jù)平臺各個組成模塊的特性建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過MATLAB在頻域下對所設(shè)計的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三閉環(huán)反饋系統(tǒng)分別進行在線仿真分析。在相關(guān)系統(tǒng)控制算法的設(shè)計中，速率環(huán)選用了智能分區(qū)PID控制算法、位置環(huán)選用了模糊自適應(yīng)PID控制算法。并通過simulink仿真

3、實驗箱分別為以上設(shè)計的兩種先進算法同傳統(tǒng)PID控制算法進行在線仿真比較，說明先進PID控制算法在本次設(shè)計的控制系統(tǒng)中的優(yōu)良性能。由于外部環(huán)境的影響導(dǎo)致陀螺儀信號存在大量噪聲，本次采用了IIR數(shù)字濾波器來濾除陀螺信號中的噪聲，并通過相應(yīng)的仿真分析證明所設(shè)計濾波器的優(yōu)良性能。
　　最后根據(jù)各個模塊的功能不同，將整個硬件結(jié)構(gòu)分為TMS320 F2812核心電路、檢測單元電路、A/D轉(zhuǎn)換電路三個部分。然后分別對三大部分進行元件選型和系統(tǒng)電