轉(zhuǎn)塔跟蹤伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與特性仿真.pdf

1、現(xiàn)代科技發(fā)展突飛猛進(jìn)，以交流伺服電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行元件的交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。交流伺服系統(tǒng)具有體積小、過(guò)載能力強(qiáng)、輸出轉(zhuǎn)矩大、不存在電刷磨損、無(wú)需經(jīng)常維修等優(yōu)點(diǎn)，因此交流伺服驅(qū)動(dòng)已成為現(xiàn)代伺服驅(qū)動(dòng)發(fā)展的方向。 本文以轉(zhuǎn)塔跟蹤伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究背景，首先介紹了該數(shù)字伺服系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，包括系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)、組成、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)。根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求確定了系統(tǒng)采用的驅(qū)動(dòng)方案，通過(guò)計(jì)算確定了系統(tǒng)的執(zhí)行元件、測(cè)量元件以

2、及相應(yīng)的采集卡，特別對(duì)所選擇的電機(jī)進(jìn)行了功率校驗(yàn)計(jì)算。通過(guò)研究分析轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)的組成，建立了轉(zhuǎn)塔俯仰、方位跟蹤伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)機(jī)理分析和實(shí)驗(yàn)的方法確定了數(shù)字模型的相關(guān)參數(shù)。另外還對(duì)轉(zhuǎn)塔跟蹤系統(tǒng)的俯仰、方位兩個(gè)自由度的耦合動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析和仿真，結(jié)果表明其相互的影響可以忽略。 本文特別對(duì)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)的控制算法作了深入的研究，介紹了經(jīng)典PID控制算法并對(duì)采用經(jīng)典PID算法的轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，通過(guò)仿真曲線可以看出，采用經(jīng)典

3、PID控制時(shí)系統(tǒng)的精度和性能不能滿足系統(tǒng)的指標(biāo)要求。為此研究了轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)智能PID控制算法，并針對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際情況引入前饋補(bǔ)償控制。仿真結(jié)果表明采用智能PID和前饋補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制方法能夠獲得很好的控制效果，滿足系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求。由于智能PID參數(shù)的整定需要具有專家經(jīng)驗(yàn)，一般采用試湊的方法，因此本文設(shè)計(jì)了基于LMI參數(shù)整定的PID控制算法，在不同程度上實(shí)現(xiàn)了PID參數(shù)的自整定。 另外，本文設(shè)計(jì)了基于PC/104總線的轉(zhuǎn)塔計(jì)算機(jī)伺服系