基于Dahlin控制算法的光纖陀螺溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、光纖陀螺儀具有壽命長(zhǎng)、可快速啟動(dòng)、動(dòng)態(tài)范圍大、尺寸小以及重量輕等優(yōu)良特性，使其在船舶慣性導(dǎo)航領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，光纖陀螺儀在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，易受溫度等環(huán)境因素影響，造成較大的輸出誤差。為解決光纖陀螺儀易受溫度影響的問題，通常方法是設(shè)計(jì)溫控系統(tǒng)為陀螺儀提供穩(wěn)定的理想工作環(huán)境溫度，進(jìn)而保證光纖陀螺儀的輸出精度。因此，展開光纖陀螺溫控系統(tǒng)控制算法的研究，對(duì)于降低外界溫度對(duì)光纖陀螺儀的影響，提高捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，具有重

2、要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本課題以實(shí)現(xiàn)光纖陀螺溫度控制系統(tǒng)的精確控制為目標(biāo)，針對(duì)光纖陀螺溫度控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了Dahlin控制算法實(shí)現(xiàn)精確修正溫度控制量，提高溫度控制的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，并降低溫度系統(tǒng)的超調(diào)量及穩(wěn)態(tài)誤差。本課題通過對(duì)各種經(jīng)典控制方法和智能控制方法進(jìn)行深入分析，并對(duì)各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，通過比較提出基于Dahlin控制器的控制方案。Dahlin控制器針對(duì)溫控系統(tǒng)這一典型時(shí)滯系統(tǒng)，通過將溫控系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)成純

3、延遲環(huán)節(jié)加一階慣性環(huán)節(jié)，可以得到滿足溫控系統(tǒng)閉環(huán)響應(yīng)的控制器。在Dahlin控制器的實(shí)現(xiàn)過程中，首先提出建立光纖陀螺溫控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法并通過數(shù)據(jù)擬合的方式驗(yàn)證所建立的溫控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的正確性。然后針對(duì)溫控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，提出基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)方法，并對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法進(jìn)行深入研究。最后，針對(duì)所建立的溫控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型提出基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫控系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)技術(shù)，通過辨識(shí)獲得溫控系統(tǒng)模型參數(shù)的精確值，并利用所得模型參數(shù)的精確值設(shè)計(jì)出滿足

4、控制要求的Dahlin控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖陀螺溫控系統(tǒng)的有效控制。
　　所設(shè)計(jì)的控制器及編寫的控制算法需要以硬件電路為載體進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，最終應(yīng)用于實(shí)際的光纖陀螺溫度控制系統(tǒng)中。在設(shè)計(jì)溫控系統(tǒng)硬件電路時(shí)，采用數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor,簡(jiǎn)稱DSP）作為系統(tǒng)核心控制器。DSP在處理模擬信號(hào)時(shí)相比其它微處理器有很大的優(yōu)越性，具體表現(xiàn)在精度高、靈活性大、可靠性好、易于大規(guī)模集成等。最終設(shè)計(jì)出一套包