车载伺服系统的三维虚拟仿真技术分析

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1、硕士论文车载伺服系统的三维虚拟仿真技术研究6．2．2视点跟随节点的漫游⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．526．3空中目标运动的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯546．4相关数据信息的实时显示的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯556．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯567车载伺服系统三维仿真调试结果及验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯577．1不同漫游器的调试结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯577．2车体运行速度的设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯597．3CAN通

2、讯结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一597．4车体的开停和键盘动作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6l7．5数据结果的验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯627．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯658总结与展望⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．69I村录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．71参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73V硕士论文车载伺服系统的三维虚拟仿真技术研究1绪论1．1引言伺服系统主要是对被控对象的角度或位移进行控制，使其能自动、连续、精确地复现输入信号的变化规律，通常是一种具有闭环控制结构的自动控制系统。伺服系统的发展得益于控制理论、计算机、电力电子等技术的发展应用，最早出现在20世纪初。伺服系统控制技术的发展，不仅源于军事和航空航天等生产需求的激励，也得益于控制设备、执行机构以及功率驱动装置的发展。它最初用在船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐步推广应用到更多的领域，大到控制1000公斤级的巨型雷达天线，小到用音圈电机控制电视放像机的激光头，

4、涉及到国防、工业生产、通信工程、交通运输及日常生活等很多方面。在工业生产上，伺服系统在机械制造行业中有最多最广的应用。对各种机床运动部分的位置、速度以及运动轨迹的控制，都需要依靠各种伺服系统协调完成。在军事上，伺服系统的应用更为普遍，如雷达天线的自动瞄准跟踪控制、鱼雷的自动控制、防空导弹的制导控制、坦克回转体的防摇稳定控制等等ilJ。伺服系统越来越广泛的应用使其在很多领域发挥着愈来愈重要的作用，因此对伺服控制技术的研究是非常有必要的。1．2选题背景及意义对运动物体的跟踪与瞄准，是某些领域控制系统重要的工作过程，它不仅影响运动目标参数的测试精度，而且关系到最终的目标命中率。因此高精

5、度车载稳定瞄准系统应该具有很强的隔离载体扰动能力和对快速目标高精度的跟踪能力。随着现代军事变革，武器系统快速的由机械化向信息化转变，运动平台向轻量化趋势发展，载体的运动速度越来越快，且在运动中作战的需求越来越迫切，因此在恶劣的环境条件下，对瞄准稳定系统的精度和快速性要求也越来越高。经验也证明，在车体配置一个高质量的稳定系统，不仅可以提高系统的命中精度，还能显著地改善整个系统的其他性能。因此，提高稳定系统的技术性能有一定的现实意义和价值【2'3】。伺服系统在车载高精度稳定瞄准系统中扮演着重要的角色，因此对车载伺服系统的进一步研究有着重要的意义。随着仿真技术、计算机软件和硬件技术的发

6、展，虚拟仿真系统已经广泛应用于众多领域。例如在船舶应用上，实现准确快速且逼真的船舶动力定位系统三维虚拟仿真平台，为船舶建造前期论证工作提供了全新的技术手段[41；在制造业上，通过虚拟仿真，及时发现生产问题，及时进行生产优化，可以提高效率以及节约生产成本【5l等。由于车载伺服系统的设计过程复杂、成本高、周期长，有时其论证和研制工作量大，1绪论硕士论文而计算机仿真技术有投销少、效益高、无风险、可重复、周期短等突出特点，虽然其可信度取决于仿真模型对实际模型的逼近程度，但仍不失为一种方便有效的方法[61。所以研究车载伺服系统的三维模拟和仿真控制有重要的意义。本论文源于国家自然基金项目“路

7、谱扰动下车载伺服系统的分数阶建模和控制研究”(NO．61203009)和国防纵向预研项目“XXX的稳定控制”。论文旨在通过三维虚拟仿真技术，为车载伺服系统提供不同路面等级下方位角和俯仰角的姿态实验数据，不需要依赖现实中车体在不同路面下的实测数据，可以降低成本和复杂性；此外仿真环境也能够为伺服系统的性能测试提供环境，验证伺服系统算法的运行效果。在现代条件下，高质量的稳定系统应按现代控制理论来进行设计，借助于计算机控制技术对传统的稳定控制(模拟信号控制)进行必要的改造，实现数字化控制