机载光电平台低速及定位问题研究

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1、长春工业大学硕士学位论文机载光电平台低速及定位问题研究姓名：关巍申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：侯云海20070301长春工业大学硕士学位论文摘要机载光电平台伺服系统作为光电跟踪系统的硬件设备，在光电跟踪系统的研制中具有重要作用。平台伺服系统的位置精度和速度平稳性是光电跟踪系统设计中的重要指标。平台伺服系统的低速工作精度受到以摩擦力矩、电机波动力矩为主的扰动力矩的影响，而摩擦力矩和电动机波动力矩的减小又受到平台制造工艺水平的限制，因此对于平台伺服系统的低速特性以及抖动补偿的研

2、究成为一项必要的研究内容。本文首先对机载光电平台伺服系统的低速特性进行了分析，从理论上讨论了影响平台伺服系统低速性能的主要因素。在对系统进行了认真研究的基础上，建立了平台伺服系统的数学模型。同时对于组成系统的其它主要环节，也建立了相应的数学模型。针对非线性摩擦对系统低速性能的影响，根据自适应控制理论，采用李雅普诺夫稳定理论，首先设计了基于库仑摩擦的模型参考自适应控制系统；考虑到平台伺服系统低速时工作在Stribeck区的真实情况，理论上综合出利用非线性Stribeck摩擦模型的自适应控制器，对系统

3、进行了补偿研究。最后，对于所采用的自适应控制算法进行补偿的效果进行了仿真研究，并与采用传统PID算法进行补偿的效果进行了比较。仿真结果表明，采用自适应控制算法进行的补偿，具有控制器设计简单、参数整定方便，且可以更为有效的抑制伺服系统在低速时的摩擦干扰，跟踪精度大幅提高的优点，完全满足光电平台控制系统低速时的控制需求。关键词：机载光电平台，低速，摩擦，抖动，自适应控制，Stribeck模型长春工业大学硕士学位论文ABSTRACTAsahardware，theAtrbomeOpto-Electroni

4、cPlatform(abbreviatedtoAOEPbelow)isveryimportantintheoptoelectronictrackingsystem．Theprecisionofpositionthestabilityofspeedarethekeyindexes．Theimprovementoftheworkingprecisionatlowspeedishinderedbythedisturbancesofthefrictionmomentandthemotortorque腑哦w

5、hilethedecrease0fthedistIlrl)ancesisrestrictedbythemakingtechnology．Forthereason．theresearchofthelowspeedpropertiesandcorrespondingcompensationmethodsbecomesanecessaryresearchaspact．Inthepaper,thelowspeedpropertiesandthemainreasonsfortheAOEPareanalyse

6、dandthemainfacto巧whicheffectthelowspeedpropertiesarediscussed．WhilethemathematicsmodelofAOEPWasmadebasedontheaborafiveanalysisforthesystem．Atthesametime，themodelsofothermaintachesweremade．BasedOntheCoulombfrictionmodel，aModelRefcrenceAdaptiveControlSy

7、stemisdesignedfirstaccordingtoLyarpnovstabletheory．Consideringtherealsituationatlowspeedregion，theStribcckmodelcontrollerisputintoUSetOmakeacompensation．FinallywemadethesimulationtOverifythecompensationeffectforthemothodofadaptivecontrolandcomparedwit

8、htheeffectoftraditionalPIDmothod．ItshowsthatthecompensationwithmothodofadaptivecontrolhastheadvantagessuchassingledesignandconvenientparametersettingandSOon．Atthesametimeitcaneffectivelyrestrainthefrictiondisturbanceatlowspeedandimprovethetrac