一种高性能云台控制系统设计.pdf

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1、·46-工业仪表与自动化装置2014年第2期一种高性能云台控制系统设计李小斌，吴宏岐，袁战军，王瑾(1．宝鸡文理学院电子电气工程系，陕西宝鸡721016；2．陕西国际商贸学院电子系，陕西成阳712046；3．陕西工业职业技术学院信息工程学院，陕西咸阳712000)摘要：针对对高速运动目标的监控要求，提出了一种采用直流力矩电动机作为执行元件的云台控制系统设计方案。系统在结构上消除了减速装置，简化了结构，减小了误差以及消除了由此可能带来的自激振荡。整个系统设计采用位置、转速、电流三环结构，构成一个位置随

2、动控制系统。电流调节器和转速调节器采用PI调节器，位置调节器采用比例调节器。给出了各个环节的数学建模方法，并按照工程设计方法进行了各环节的详细设计，确定了各调节器的参数。在MATLAB环境下对所设计系统进行了建模和仿真，在0．01。和180。的阶跃给定下，系统超调量和稳态误差均为0；在幅值为1。，频率为1Hz正弦信号输入下，系统输出能够完全跟随输入。结果表明系统具有高的定位精度和较好的跟随性能，能够满足设计要求。关键词：力矩电机；云台；MATLAB／Simulink；系统建模；仿真中图分类号：TP2

3、75文献标志码：A文章编号：1000—0682(2014)02—0046—05DesignofahighperformancePTZcontrolsystemLIXiaobin，WUHongqi，YUANZha~un，WANGJin(1．DepartmentofElectronics＆ElectricalEngineering，BaojiUniversityofArts＆Sciences，ShaanxiBaoji721016，China；2．DepartmentofElectronics，Shaan

4、xiInstituteofInternationalTrade&Commerce，ShaanxiXianyang712046，China；3．CollegeofInformationEngineering，ShaanxiPolytechnicInstitute，ShaanxiXianyang712000，China)Abstract：Accordingtomonitoringrequirementsforhighspeedmovingtarget，adesignprojectofPTZcontrol

5、systemwhichusestheDCtorquemotorasexecutivecomponentispresented．Thestructureissim—plifiedbyeliminatingreductiongear，andtheerrorisreducedaswellastheself—excitedoscillationiseliminated．Thewholesystemdesignadoptedthetricyclicstructureofpositionloop，speedlo

6、opandcur—rentlooptoformapositionservocontrolsystem．BothcurentregulatorandspeedregulatorwereusedPIregulator，positionregulatorusedproportionalregulator．Themathematicalmodelingmethodsforeachlinkwerealsogivenandtheparametersofeverylinkweredeterminedwiththe

7、helpofengineeringdesignmethod．ThesimulationmodelandresultsweregivenundertheenvironmentofMATLAB．Underthestepinputsof0．01。and180。，thesystemovershootandsteadystateerorwereallzero．Thesystemoutputcouldcompletelyfollowtheinputbytakingsinusoidalsignalwith1。am

8、plitudeand1Hzfrequencyassys—teninput．Theresultsshowedthatthesystemhadhighlocationaccuracyandbettertrackingperformanceandcouldsatisfythedesignrequest．Keywords：torquemotor；PTZ；MATLAB／Simulink；systemmodeling；simulation于90。的运动⋯。在智能视频监控系统中，将