艦船行駛在海面上易受海風、海浪等外界擾動,導致船體搖擺,使艦船上的設備無法保持穩(wěn)定狀態(tài),影響其正常工作。因此為解決因艦船搖擺造成的設備不穩(wěn)定問題設計了一種船載自適應穩(wěn)定平臺。穩(wěn)定平臺能夠按照給定的指令力矩進行轉(zhuǎn)動,調(diào)整外界擾動造成的平臺傾斜,從而使平臺上的設備保持相對于慣性空間的穩(wěn)定狀態(tài)。本文從系統(tǒng)控制方案、機械結構、抗干擾控制算法及軟硬件設計等方面進行研究,研制一種動態(tài)性能好、抗干擾能力強的船載自適應穩(wěn)定平臺。本文首先從理論上進行分析,制定了基于電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三閉環(huán)控制方案和穩(wěn)定平臺控制器總體方案;根據(jù)系統(tǒng)所要求橫滾和俯仰方向的穩(wěn)定,確立了穩(wěn)定平臺的兩軸兩框架機械結構。其次,建立伺服電機運動模型,并對電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)進行仿真分析。針對速度環(huán)易受模型攝動和高低頻噪聲擾動影響的特性,對干擾觀測器進行了研究,設計了一種應用于速度環(huán)的改進型干擾觀測器;通過MATLAB仿真分析,改進型干擾觀測器對模型攝動和高低頻噪聲擾動具有明顯的抑制作用。針對位置環(huán)易受外界擾動影響及易出現(xiàn)超調(diào)的特性,在自抗擾控制技術的基礎上,設計基于遺傳模擬退火算法參數(shù)整定的自抗擾控制器;通過仿真分析,位置環(huán)對外...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 穩(wěn)定平臺總體設計方案
    2.1 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)總體控制方案
    2.2 穩(wěn)定平臺內(nèi)部機械結構及技術指標
    2.3 自穩(wěn)定平臺系統(tǒng)控制器總體方案
        2.3.1 主控芯片選型
        2.3.2 信息采集模塊選型
        2.3.3 驅(qū)動電機選型
    2.4 本章小結
第3章 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)抗干擾控制算法設計與仿真
    3.1 穩(wěn)定平臺控制結構建模與仿真
        3.1.1 電流環(huán)建模與仿真
        3.1.2 速度環(huán)建模與仿真
        3.1.3 位置環(huán)建模與仿真
    3.2 基于改進型干擾觀測器速度環(huán)設計與仿真
        3.2.1 速度環(huán)干擾觀測器設計
        3.2.2 改進型速度環(huán)干擾觀測器設計
        3.2.3 基于改進型干擾觀測器速度環(huán)仿真.
    3.3 基于遺傳模擬退火算法的位置環(huán)ADRC設計與仿真
        3.3.1 位置環(huán)自抗擾控制器設計
        3.3.2 基于遺傳模擬退火算法的ADRC參數(shù)整定
        3.3.3 位置環(huán)自抗擾控制器仿真
    3.4 系統(tǒng)仿真分析
    3.5 本章小結
第4章 穩(wěn)定平臺硬件設計
    4.1 主控單元設計
    4.2 姿態(tài)信息采集單元
    4.3 RS485接口
    4.4 電機驅(qū)動
    4.5 電源模塊
    4.6 本章小結
第5章 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)軟件設計與實驗
    5.1 主控程序
    5.2 中斷處理子程序
    5.3 姿態(tài)信息采集單元控制程序
    5.4 人機交互軟件
    5.5 系統(tǒng)測試
        5.5.1 穩(wěn)定性測試
        5.5.2 系統(tǒng)誤差分析
        5.5.3 系統(tǒng)比較分析
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及獲獎情況
致謝



本文編號：4043547