艦船穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、艦船在海面容易受到海浪的作用而搖擺，導(dǎo)致艦船上需要時(shí)刻保持穩(wěn)定狀態(tài)的平臺(tái)發(fā)生變動(dòng)，因此為保證載物平臺(tái)始終保持穩(wěn)定狀態(tài)設(shè)計(jì)了應(yīng)用于艦船的穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)。穩(wěn)定平臺(tái)使被穩(wěn)定對象無論在何種運(yùn)行條件下都能夠時(shí)刻保持相對位置不發(fā)生變化，對造成平臺(tái)位置變化的各種擾動(dòng)進(jìn)行抑制的裝置。本論文設(shè)計(jì)了適用于艦船上的穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)，從控制策略、器件參數(shù)選擇以及擾動(dòng)抑制角度展開研究，旨在設(shè)計(jì)一種抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)性能好的艦船穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)。
　　首先

2、設(shè)計(jì)了能夠承載30kg物體，用于艦船穩(wěn)定平臺(tái)的三環(huán)控制系統(tǒng)方案，同時(shí)根據(jù)本文設(shè)計(jì)要求對姿態(tài)信息采集單元、伺服電機(jī)以及相匹配的伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行選取。然后結(jié)合伺服電機(jī)和負(fù)載平臺(tái)結(jié)構(gòu)搭建了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定平臺(tái)的高精度控制，在電機(jī)和穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上按照多環(huán)系統(tǒng)“由內(nèi)向外”的原則分別設(shè)計(jì)了適用于本文的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的多閉環(huán)串級控制系統(tǒng)模型。并通過對各環(huán)節(jié)不同參數(shù)下的頻域特征進(jìn)行分析，從中選擇能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定且具有良好動(dòng)態(tài)性

3、能的最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其次速度環(huán)作為控制系統(tǒng)中對擾動(dòng)最為敏感的環(huán)節(jié)，在速度環(huán)中引入干擾觀測器，通過分析可知經(jīng)典干擾觀測器能夠較好的抑制低頻擾動(dòng)，但對于模型攝動(dòng)和測量噪聲的抑制能力較差。針對這一問題在速度反饋信號中加入另一個(gè)經(jīng)干擾觀測器估算的另一補(bǔ)償信號。再次設(shè)計(jì)了應(yīng)用于本文位置環(huán)的自抗擾控制器，通過對系統(tǒng)位置輸出和給定位置信號控制量分別進(jìn)行采集，并利用設(shè)計(jì)的狀態(tài)誤差觀測器對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償，提高穩(wěn)定平臺(tái)位置穩(wěn)定性能。