高精度转台位置伺服控制系统的研究

《高精度转台位置伺服控制系统的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文高精度转台位置伺服控制系统的研究RESEARCHONHIGHPRECISEPOISITIONSERVOTURNTABLESYSTERM李晓磊哈尔滨工业大学2012年7月国内图书分类号：TM614学校代码：10213 国际图书分类号：621.31密级：公开工程硕士学位论文高精度转台位置伺服控制系统的研究硕士研究生：李晓磊导师：郑雪梅副教授申请学位：全日制工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM614 U.D.C:621.31Dissertation

2、fortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONHIGHPRECISEPOISITIONSERVOTURNTABLESYSTERMCandidate：LiXiaoleiSupervisor：AssoProf.ZhengXuemei AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineering Speciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：Jul

3、y,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要闪电成像仪是我国正在研制的风云四号气象卫星所携带的一种可以从太空对地面的闪电进行监测和定位的光学遥感器，通过它可以实现对闪电的定位，掌握闪电的规模以及变化情况等重要数据，对短期和长期的天气预报都非常有用。本课题主要是研制一个高精度的定位转台为闪电成像仪升空之前的实验室定标做准备，转台将承载闪电成像仪并为其提供精确的定位，从而完成对其各个方面的测试工作了解其在轨性能。首现，通过对转台电气部分整体方案分

4、析确定采用工业控制计算机作为控制元件，根据各个轴的运动特点的分别选择力矩电机作为旋转轴的驱动元件，步进电机作为直线轴的驱动元件，建立转台旋转轴的数学模型和摩擦模型，针对传统离散滑模控制系统进行分析并对指数趋近律进行改进，使其更适合转台控制系统的应用要求，将改进后的离散滑模控制方法应用到旋转轴的控制中去并对其进行仿真研究。其次，根据各个轴精度的要求，选定绝对式圆光栅和增量式光栅尺分别作为旋转轴和直线轴的测量元件，并在设计过程中引入FPGA数字芯片，对FPGA和绝对式圆光栅的通讯以及对增量式光栅信号的四细分方法进行研究，针对计算机控制系统的特点设计对位置数据的

5、定时采样，FPGA的引入使测角模块的完全数字化，为研制高精度模块化的测角系统奠定了基础。再次，采用VC6.0软件编写控制系统的控制程序和控制面板界面，对转台各个部件的工作状态进行采集并在控制面板上显示，在满足控制要求的同时尽量做到控制界面友好、操作方便；对自制功能接口板和控制柜进行设计以实现工业计算机与转台台体的通讯以及数据采集和输出的功能。最后，对转台控制系统进行调试，给出测角部分以及定位部分的调试结果，并对定位精度以及重复型定位精度进行检测,结果表明所设计的测角系统完全可以满足系统的要求，四个轴均满足系统定位精度以及重复定位要求。关键词：转台；光栅；滑

6、模控制；摩擦模型；位置伺服-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractLightingMapperSensor(LMS)isanopticaldetectinstrumentonFY-4platformdesignedtoacquirethedataofposition,thesizeandthechangeoflightingaroundChina,whichareveryusefultotheshort-termandlong-termweatherforecasts.Thesubjectiscarriedbytheresearchofatur

7、ntablesystermwhichwillbeusedintheLaboratoryCalibrationofLMSbeforeitislaunched.DuringLaboratoryCalibrationturntablewillcarrytheLMSandprovideaccurateposition,whileallaspectsofLMSistesting.FromLaboratoryCalibrationwecangetitsin-orbitperformance.Firstly,themainelectricalcontrolpartoft

8、heturntableisdesigned,throughtheo