低速高精度条件下的伺服控制系统设计

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1、各如成＊葦４ＢＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ；ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＹＯＦＣＨＮＡ；专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＾．勝．．扇麵ＩＷ／，９凉魚，＞论文题目低速高精度条件下的伺服控制系统设计—专业学位类别工程硕丈学号２０１３２２０８０４１８ｒ作者姓名黎安庆指导教师熊静琪教授■￣￣■■■■■■．：：：：：：：：：诵動讀ｉｉ■分类号密级

2、注ＵＤＣ＾学位论文低速高精度条件下的伺服控制系统设计（题名和副题名）‘黎安庆（作者姓名）指导教师熊静與教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕ｄｂ专业学位类别王ｆ呈硕±，工程领域名称机械工程０年论文答辩日期从／《．於提交论文日期，０学位授予单位和日期电子科技大学如／（年６月答辩委员会主席评阅人。注１；注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别

3、加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教构的的。育机学位或证书而使用过材料与一工作同的志对本研已在论文的我同究所做的任何贡献均中作了确明说明表示谢意。并三作者签名：期：的年作曰月／曰论用授权文使本学位论文作者了、完全解电子科技大学有关保留使用学位论文，有权保，的规定留并向国家有关部Ｉ］或机构送父论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借。电Ｗ学位论文的全阅本人授权子科技大学可将部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等制手、汇编论文。复

4、段保存学位（解密的学位论文后应遵此规）保密在守定作者签＾：名＝导师签名如换碟（：如化日年月日期ｆTheDesignofControlSysteminTheConditionOfLowSpeedAndHighPrecisionAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiAnqingAdvisor:XiongJingqiSchool:SchoolofElectronicEnginee

5、ring摘要摘要“扰动台”是进行弹载雷达位标器性能测试的一种旋转平台。位标器性能测试要求“扰动台”工作于摆动状态，且满足转速低、速率精度高、启动速度快、体积小、重量轻等要求。普通伺服系统难以满足其要求。本论文针对这样一种特殊的应用场合，根据项目要求，对低速伺服系统速度环路的优化进行了研究。首先，本文介绍了伺服系统的发展及现状，并对伺服系统在低速条件下运行的性能恶化情况及其改进方法进行了阐述和介绍。其次，本文从常规伺服系统出发，分析了其中的控制模型和控制方法。针对速度环中的速率反馈环节提出了“量化器”模型。对于该模型引起的速率误差，本文结合当今理论研究中的卡尔曼

6、算法，提出使用卡尔曼-PID算法，以改善单纯使用PID算法不能解决的伺服系统低速抖动问题。对于该理论的效果验证，进行了相应的仿真对比实验及分析。结果证实了卡尔曼算法的确比其他滤波算法更加适应于解决控制系统中的量化器噪声的滤除。然后，依据项目要求，本文以MDK为平台，以STM32微控制器为核心硬件，以UCOS3为操作系统，实现了低速高精度伺服系统的搭建。并在该系统上成功验证了卡尔曼-PID算法对于低速伺服系统的速率精度改善效果。同时，又以PC机为平台，以QT为编程环境，编制了一套用于控制该低速高精度伺服系统实现“扰动台”相关功能的软件。最后，以该高精度低速伺服系

7、统为实验对象，通过测试PID算法的伺服系统和卡尔曼-PID算法的低速伺服系统，以两项指标（最低平稳速率和速率误差）为标准对比了上述两种算法的低速运行性能。结果显示，卡尔曼-PID算法比PID算法在解决由于角位置传感器的量化误差引起的低速抖动问题上取得了明显进步。关键字：扰动台，卡尔曼-PID算法，低速高精度伺服系统，量化误差，最低平稳速率ⅠABSTRACTABSTRACT"VibrationPlatform"isarotatingplatformwhichisusedtotesttheperformanceofmissileseeker.Themissiles

8、eekerrequirements"v