船用稳定跟踪平台控制技术的研究

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1、哈尔滨T稃人学硕十学位论文摘要船舶在海面上航行时，会受到海浪、海风等各种海洋扰动的作用，这将会影响到舰载武器及一些精密仪器的稳定性。船用稳定跟踪平台能够不断的测量平台的姿态和位置的变化，使舰船航行时能够隔离各种扰动对船体的影响，从而使平台上的设备能够准确、快速的跟踪目标。近几年来，船用稳定跟踪平台在军用、民用上发展十分迅速。本文以四轴稳定跟踪平台控制系统为背景，着重讨论了伺服系统的控制结构、信号的滤波方式及控制算法。本论文主要对以下几个方面进行了研究：首先，对四轴稳定跟踪平台的总体方案进行了分析，确定了四轴稳定跟踪平台的机械结构和伺服控制系统的设计方案，对伺服控制系

2、统的硬件选取准则进行了讨论，并最终确定了各个组成部件。其次，对稳定跟踪平台的双轴稳定平台的隔离载体角运动方程进行了分析。建立单轴系统的数学模型，确定控制系统采用的速度环和位置环的双闭环结构，并对其进行了设计与分析。再次，对控制信号的去噪方法进行了分析，在小波阈值去噪的方法上进行了进一步的研究。通过对小波函数、阈值函数、阈值准则的正确选取，能够更好的进行GPS信号的小波去噪。最后，在已经建立的伺服控制系统模型的基础上，对控制算法进行了研究。介绍了PID控制算法和广义预测控制算法，并应用Matlab7．0进行仿真，从而选出广义预测控制算法更适合稳定跟踪平台系统模型发生改

3、变的要求。在选定硬件的基础上，利用四轴稳定跟踪平台进行了半物理仿真实验，应用广义预测理论对船舶姿态进行了预测仿真，并进行了误差分析。关键词：稳定跟踪平台；伺服系统；小波滤波；广义预测控制哈尔滨-I：程大学硕十学位论文ABSTRACTSailinginthesea,shipswillreceivethewaves，seabreezesandothermarinedisturbances，whichwouldaffectthestabilityofthecarder-basedweaponsandsomeprecisioninstruments．Stabilizedan

4、dautomatictrackingplatformofshipCankeeptrackoftheplatformbymeasuringtheattitudeandpositionchanges，SOthatthevariousdisturbancesCanbeseparatedwhenshipsnavigating，andthedeviceoftheplatformCanaccurately,fasttrackthetargets．Inrecentyears，Stabilizedandautomatictrackingplatformofshipisdevelop

5、edveryrapidlybothinmilitaryandcivilian．Basedonthefouraxissteadytrackingcontrolsystemplatform，theservocontrolsystemstructure，thewayoffilteringandcontrolalgorithmsareresearchedprimarily．Followingarethemainworksandtheresultofthethesis：Firstly,theunitalprojectofthefour-axissteadytrackingpl

6、atformofshipisanalyzed，thenthemechanicalstructureoftheplatformandtheservocontrolsystemhardwarewereselected．Inaddtion，theselectingrulesoftheservocontrolsystemarediscussedabouthardware，andcomponentsarefixedatlast．Secondly,theanglemovementequationofthedual-axissteadyplatformisanalyzed．And

7、themathematicalmodelofsingle—axissystemisbuilt，thedouble-closed-ringstructurewhichconsistofthespeedandlocationoftheringareusedincontrolsystem，andthedesignandanalysisofthestructurearecarredthrough。Thirdly,thenoiseremovingmethodsofwaveletareanalyzed，andthethresholdnoiseremovingmethodso