光電跟蹤分數(shù)階伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、光電跟蹤控制系統(tǒng)是一個由光電信號探測、信號處理、伺服控制系統(tǒng)以及機械結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)，在目標跟蹤領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。光電跟蹤控制系統(tǒng)以跟蹤穩(wěn)定性、精確性和快速性為設(shè)計目標，以及在外部環(huán)境干擾下具有自適應(yīng)抗干擾的能力。在系統(tǒng)設(shè)計中，需要具備快速靈活、控制精度較高的伺服控制系統(tǒng)。本文在對系統(tǒng)功能分析的基礎(chǔ)上，將單軸伺服控制系統(tǒng)作為研究的控制對象，采用分數(shù)階微積分控制算法，研究并確立了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案及控制策略，對系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)、控制器進行了

2、選型和分析，并設(shè)計單軸光電跟蹤的穩(wěn)定控制系統(tǒng)的硬件平臺，對系統(tǒng)的軟件部分進行了研究與設(shè)計。本文主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析了光電跟蹤伺服控制研究意義和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并對分數(shù)階微積分和分數(shù)階控制系統(tǒng)做了相應(yīng)的研究。在MATLAB環(huán)境下對分數(shù)階PID控制器的微分階次和積分階次進行了具體分析，并給出了實驗結(jié)果和結(jié)論。
　　(2)對系統(tǒng)的總體方案進行了設(shè)計，分析了控制系統(tǒng)的功能并研究了伺服控制系統(tǒng)的控制方法。選擇單軸伺服控

3、制作為研究對象，并選擇三相永磁同步電機為執(zhí)行機構(gòu)，采用空間電壓矢量調(diào)制策略，選擇數(shù)字信號控制器控制電機的運行。
　　(3)在分析分數(shù)階控制器的基礎(chǔ)上研究了分數(shù)階PID參數(shù)整定方法，將一種典型的伺服控制系統(tǒng)作為研究對象，并設(shè)計了一種改進的粒子群優(yōu)化方法對分數(shù)階PID控制器的5個參數(shù)進行了參數(shù)整定，以解決分數(shù)階控制器參數(shù)整定較復(fù)雜的問題，仿真實驗結(jié)果驗證了改進算法的有效性。
　　(4)設(shè)計控制系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)，包括主控電路、外