并联型光电设备稳定平台运动控制研究

4UPS-1U并联型光电设备稳定平台是针对光电跟踪系统需要而设计的一种新型并联机构,具有两个独立的转动自由度。以平台的任意UPS驱动分支为研究对象,分析了并联稳定平台的UPS驱动分支的运动情况,推导了UPS驱动分支各构件速度与动平台速度之间的关系。采用牛顿-欧拉法建立了并联稳定平台的动力学模型,进行了其运动控制仿真研究。仿真结果表明:该并联稳定平台能够补偿运动载体带来的纵横摇偏差,可以提供给光电设备工作时需要的绝对水平环境。     

并联型光电设备稳定平台稳定解算研究

并联型光电设备稳定平台是针对光电跟踪系统需要而设计的一种新型并联机构,具有两个相互独立的转动自由度。以并联稳定平台为研究对象,介绍了动载体下并联稳定平台的工作原理,进行了并联稳定平台的运动学分析。采用齐次坐标变换方法,推导了从大地坐标系到平台定坐标系的转移矩阵,建立了并联稳定平台的稳定解算模型,进行了并联稳定平台的数值仿真研究。结果表明：随着旋转角增大,并联稳定平台的姿态角偏差和方位角偏差越来越大;在实际控制系统中若不考虑旋转角作用,这将严重影响并联型光电设备稳定平台的稳定精度。该研究为并联型稳定平台控制系统设计提供了一定的理论依据。     

并联型光电设备稳定平台的拓扑机构研究

舰载、车载和机载光电设备工作时需要绝对水平的环境,为消除运动载体摇摆对光电设备的影响,提出了一种二自由度并联稳定平台方案。应用拓扑理论,分析了并联稳定平台的输出特征矩阵和耦合度,并从工程化、实用化的角度考虑,通过布局方案的优化得到了含有四条主动支链和一条从动支链的并联稳定平台。采用矢量代数法,建立了并联稳定平台的运动学...     

车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计

为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰控制伺服系统既保证了车载光电稳定平台稳定误差为0.129 mil（1）,又提高了平台的自动跟踪性能,是一种可应用在稳定跟踪平台系统中的理想控制器。     

基于伪微分和加速度反馈的航空光电稳定平台控制方法

为了提高航空光电稳定平台的扰动隔离度,在传统平台的电流反馈、速度反馈、位置反馈的基础上增加了高增益加速度反馈,并利用伪微分反馈的控制技术设计出新的控制器来代替传统的速度反馈的PI控制器。实验结果表明,在模拟转台以1°、0~2.5 Hz的正弦干扰下,相对于传统的航空光电稳定平台,基于伪微分和加速度反馈控制的光电稳定平台的阶跃响应超调量减小了约7.8%,扰动隔离度提高了约8.7 d B;相对于基于PI控制器和加速度反馈控制的航空光电稳定平台,基于伪微分和加速度反馈控制的光电稳定平台的阶跃响应超调量减小了约2.6%,且平台的过渡过程加快。该控制系统能够有效地抑制扰动力矩的影响,具有较好的通用性和实用性。     

基于永磁同步电机的光电设备新型驱动研究

针对目前光电设备中直流电机的惯量大、成本高、需要维护等问题,提出了交流伺服控制系统,以适应新型光电设备的发展要求或替代目前的直流控制系统。以永磁同步电机为控制对象,分析了永磁同步电机的磁场定向矢量控制原理,以获得类似直流电动机的控制效果。通过复合式光电编码器确定永磁同步电动机转子的初始位置,设计了永磁同步电机伺服控制系统的硬件电路。以id-0的矢量控制方法实现了永磁同步电机位置闭环伺服控制,能够满足新型光电设备跟踪控制系统的快速与稳定性要求。     

带稳定平台的光电跟踪设备指向误差模型研究

目标指示精度作为光电跟踪设备的核心指标之一,是设备设计、制造和调试阶段重点关注的内容。安装于舰船等运动载体上的光电跟踪载荷,常常会增加稳定平台以控制光电跟踪设备的光轴和图像稳定。以一种带稳定平台的光电跟踪设备为例,建立了基于运动学的目标指向误差模型,并基于该模型对各几何误差进行了详细的分配。通过分配结果可知想要获得要求的0.5 mrad的目标指向精度,稳定平台及设备自身的轴线的平行度误差和测角误差的统计值应在7～12″的量级,该误差范围要求设备必须使用高精度测角元件及良好的装配工艺,并且在设备安装到载体上时使用标定方式进行误差补偿才可能达到。该研究方法及结论可用于指导类似产品的分析、装调和标校等工作。     

基于双液晶偏振光栅的机载光电跟瞄平台技术研究

为实现新型机载光电跟踪平台轻量化、小型化与高精度化设计,提出一种应用于机载平台下的基于双液晶偏振光栅光束偏转机构的光电跟瞄方法。建立了基于视轴解耦的双液晶偏振光栅光束跟瞄反向公式模型,该模型只需输入跟踪点方位与俯仰角度坐标即可计算出两共轴光栅旋转位置,通过两共轴光栅的旋转来进行光束偏转;相比传统双棱镜光束偏转模型反向公式,该模型具有模型简单、运算快速、精度较高等优点;将基于视轴解耦的双液晶偏振光栅光束偏转反向公式模型与线性二次型调节器控制算法相结合嵌入控制板以实现跟踪功能。通过试验检测了系统跟踪性能结果表明：该双液晶偏振光栅跟踪模型在载体扰动的情况下可以实现目标跟瞄,在动态跟瞄实验中,采用视轴解耦与线性二次型调节器相结合的控制策略使得系统跟瞄精度得到明显提升,相比比例积分微分控制器系统方位与俯仰轴实时跟踪残差峰峰值均下降40%以上,在2°@0.5 Hz与5°@0.2 Hz载体扰动情况下双轴脱靶量均方根值综合统计数值分别达到328μrad与289μrad,验证了所提跟瞄模型的有效性。     

基于Compax3的伺服升降平台控制系统设计

针对现有同步、大载荷升降平台行程控制精度低、人机交互性差的缺点,设计了一种基于Compax3伺服控制器的升降平台控制系统。利用一台伺服电机驱动多个滚珠丝杆同步螺旋升降运动,分别通过CANopen和串口通信的方式实现本地、远程同时对升降平台的运动控制和状态监控,并且独立控制电机刹车方便安装和调试。试验结果表明,该控制系统的行程控制误差小于0.1mm,系统控制精度高、人机界面友好、功能丰富、性能稳定,具有较高的工程应用价值。     

下视惯性平台瞄准线稳定的数理分析

分析了下视惯性平台瞄准线稳定的工作原理,解析了惯性稳瞄平台坐标系的数学模型,在坐标转换法的基础上推导了瞄准线稳定的数学公式。     

基于嵌入式的伺服综合测控平台的设计

基于嵌入式技术,设计了一套集控制、测试和分析于一体的伺服综合测控平台。该平台采用集散式结构,在硬件上提供了多种通信与测控接口,软件上以Linux嵌入式操作系统和Windows系统为基础,提供了友好的人机交互界面。可以根据现场状况工作在便携的单机模式或者功能完备的联机模式。平台同时为网络型伺服系统预留了网络接口,有很好的通用性和可扩展性等优点。经测试,该平台操作便捷,运行稳定,可用于多种类伺服系统的测控分析。     

基于智能竞标的自适应轨压控制算法

设计了一种应用于高压共轨柴油发动机的轨压控制算法。算法采用组合竞拍机制以解决复合工况下的轨压扰动问题,并设计了一种分段动态标定算法以解决传统PID标定算法计算效率低的问题,此外算法针对柴油发动机特性对PID控制器进行了多项改进以提高算法响应速度和跟随性。最后通过仿真实验对算法进行了验证,实验结果证明本算法对输入转速信号及喷油期望值具有良好的跟随性和响应速度,并且轨压控制较为平稳,其波动幅度不超过1%,基本符合高压共轨柴油发动机正常工作的需要。     

机动平台光电跟踪系统的自抗扰控制研究

针对机动平台光电跟踪系统跟踪目标需具备较强动态抗扰能力的问题,提出了一种将包含了非线性跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈三个环节的结构完整的自抗扰控制器用于光电跟踪伺服系统的速度环的思路。针对某单轴稳定转台设计了二阶自抗扰控制器,并进行了仿真研究。结果表明,该控制器对外扰变化及系统模型不确定性具有良好的鲁棒性和适应性,且能有效抑制系统中存在的非线性因素的影响。     

基于单片机的开关电源并联供电系统的设计

针对并联供电中各电源模块参数的分散性,导致输出电流的不均衡,结果分担电流多的模块热应力大,降低了系统的可靠性等问题,提出了具有均流技术的开关并联供电系统的设计.     

基于CMAC和PID复合控制的电动伺服加载算法研究

针对直升机在海上执行搜救、探测任务时,海浪噪声会干扰高度信息的测量,引起直升机高度波动的问题,提出一种有效的用于处理海浪噪声的卡尔曼滤波方案。通过建立海浪模型,分析无线电高度表和垂直加速度计测量信号的特点,给出了融合两种高度传感器信息的海浪滤波算法,并应用于直升机高度控制系统进行检验。仿真结果表明,根据海况调整滤波器参数,用所提出的算法可以有效滤除海浪噪声,给出满意的高度信息。将此滤波方案应用于直升机高度控制系统,可以明显改善飞机高度的稳定效果。