激光测距仪稳定平台设计和实现

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1、激光测距仪稳定平台设计与实现摘要利用激光测距传感器实时检测海上失事目标船舶的方位和距离是有效实施海上救助作业的关键之一，但恶劣海况条件下船舶的大角度倾斜运动极易造成测距传感器目标丢失，使得救助船舶无法自动跟踪失事目标而导致作业失败。本文针对激光测距仪设计了单自由度稳定平台，通过航姿仪实时测量救助船舶姿态，作为控制输入实现对稳定平台的运动控制，以减少船体摇摆运动对激光测距仪测距效果的影响，因此，本论文选题具有较好的工程应用价值和实际意义。本论文主要对以下几个方面进行了研究：首先，根据四自由度转台的激光测距仪实验，分析船体纵倾及横摇对激光测距仪的测量效果的影响，

2、确定本文所设计的稳定平台的补偿形式。而后根据激光测距仪的尺寸及安装方式，确定稳定平台的结构形式及安装方式，通过估算力矩，完成电机的选型。其次，根据稳定平台伺服控制系统结构及各个元件的作用，完成系统元件的选型，本文的执行元件选用直流力矩电动机，反馈元件选用增量式光电编码器及航姿系统，伺服控制驱动器选用铭朗科技的DS3810控制器。再次，系统元件选型完成后，对已经建立好的稳定平台伺服控制系统进行数学建模和系统的动态分析，对伺服控制系统提出基本要求，根据要求进行系统的串联校正，得出期望的开环传递函数。最后，利用已建立的系统模型完成Matlab仿真实验，通过单闭环控

3、制(速度环)与双闭环控制(位置环与速度环)在动态性能、稳态性能及抗扰性能等方面的对比实验，验证了双闭环控制性能的优越性；通过对激光测距仪稳定平台的实物PID实验，确定了系统PID控制参数；验证实验结果表明：在舷侧安装激光测距仪时，本文所设计的激光测距仪稳定平台可以较好地补偿船舶横倾运动对测距仪的影响，有利于对失事目标的有效测量。‘关键词：激光测距仪：稳定平台；伺服控制系统；PID控制；海上救助激光测距仪稳定平台设计与实现AbstractReal-timedetectionofthedistancebetweenthewreckedshipandtheresc

4、ueshipusingLaserMeasurementSystem(inshort，LMS)isoneofthemostimportantthingsinsalvageoperation．However,therescueship’SbigrollangleoftenmakestheLMSlostitsmeasuringtargetsonthewickedseaconditions，SOthattherescueshipcouldn’tfollowthewreckedships．A1-DOFstableplatformwasdesignedandaccomp

5、lished．Real—timemeasurementTheattitudeofrescueshipisrealtimemeasuredbyMTI，whichisusedasallinputsignaltothecontrolsystemofthestableplatformsoastoreducetheeffectoftheship’srollmotionfortheLMS．Therefore，therearegoodapplicationvalueandpracticalsignificanceinthispaper．Thispaperresearche

6、donthefollowingaspects：Firstly,bythewayof4一DOFturntableexperimentandanalysistheeffectsofthehulltrimandrollforthemeasurementoftheLMS．ThestructureandinstallationofthestableplatformwasworkoutbythemeasurementoftheLMS．Theselectionofthemotorisworkoutthroughmomentmeasure．Secondly,theselec

7、tionofactuator,feedbackcomponent，electricalSOurC宅anddriversWasfinishedbythewayofanalysingthestructureofservocontrolsystem．Thirdly,themathematicalmodelwasestablished．111etransferfunctionwasworkoutbythewayofanalysingthedynamicperformanceandsteadystateperformanceofscrvocontrolsystem．F

8、inally,theexperimentofMatl