某三轴转台控制方法研究

《某三轴转台控制方法研究》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、国内图书分类号：TP273.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文某三轴转台控制方法研究硕士研究生：任倩倩导师：朱奕副教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：控制与仿真中心答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP273.2SchoolNumber:10213U.D.C:621.3Security:OpenDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHECONTROLMETHODSOFTHREE-AXISTURNTABLECan

2、didate：RenQianqianSupervisor：AssociateProf.ZhuYiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：ControlandSimulationCenterDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要三轴转台作为测试惯性器件时不可缺少的半实物仿真设备，其精度

3、直接影响到对惯性元件等的测试结果，它是保证航空航天设备精度和性能的基础。本文在分析了系统整体性能要求的基础上给出了转台系统的软、硬件结构图，并对电机、测角元件等硬件进行了选择。在此基础上，针对实际控制中存在的难点进行了如下几个各方面的工作。首先由刚体绕定点转动的动力学方程和旋转投影变换等理论基础，推导了三轴转台控制系统的动力学模型。由于该模型为一个强耦合的非线性模型，而耦合作用的存在对控制系统的性能有不利的影响，因此提出了采用状态反馈和动态补偿的方法进行解耦，以方便之后控制系统设计。然后针对提出的性能指标，实现了三个框架的控制系统设计方案。采用了速度环加位置环的双闭环控制的方案。为了

4、加快速度环的响应速度，分别对三个框架速度环进行了校正；在位置环的控制方法研究中，分别运用了PID、模糊PID的控制方法。为了在不改变系统稳定性的同时增加系统带宽，提出了运用反馈控制加前馈控制的复合控制策略。在阐述了PID和模糊PID控制方法局限性的基础上，提出了利用细菌觅食方法优化PID控制参数的方案。分析了该方法的原理和一般过程，在此基础上对其进行了改进，并运用在控制系统中。最后介绍了控制中经常用到的四种摩擦模型，根据所测转台的数据给出了论文中转台的相似摩擦力模型。在论述摩擦力对转台不利影响的基础上，为了克服系统摩擦力对转台性能的影响，采用了加速度反馈控制抑制摩擦的方案。关键词：三

5、轴转台；解耦；模糊PID控制；细菌觅食；抑制摩擦-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsthehardwareforsimulationandmeasurementofinertialsensors,three-axisturntableisindispensable.Itsaccuracynotonlyaffectsthetestresultsofinertialcomponent,butalsoensurestheaccuracyandperformanceofaerospace.Thispaperanalyzestherequiredperformanceofo

6、verallsystemoftheturntable,andgivesthestructureofitssoftwareandhardware.Thenselectthemotors,sensorsandsoon.Basedontheexistingdifficultiesinactualcontrol,thearticlehasdoneseveralaspectsofworkasbelow.Firstly,basedonthetheoreticalofKineticequationandTransformationTheory,thispaperderivesthedynamics

7、modelofthree-axisturntablecontrolsystem.Asthemodelisastronglycouplednon-linearmodel,themethodofstatefeedbackanddynamiccompensationtodecouplethecontrolsystemisproposedinordertomakethedesignofcontrolsystemeasier.Toachievetheproposed