云臺穩(wěn)定系統(tǒng)研究.pdf

1、無人機云臺系統(tǒng)是無人機載荷能否平穩(wěn)高效運行的關(guān)鍵，云臺系統(tǒng)的作用是把無人機機體運行中的各種震動和干擾進行隔離，同時對載荷本身的運動進行補償，從何保證了載荷的穩(wěn)定，使其能發(fā)揮最大工作性能。本文針對無人機使用的穩(wěn)定云臺系統(tǒng)的研制，開展了以下的研究工作:
　　(1)建立了兩軸穩(wěn)定云臺的數(shù)學模型，并對兩軸云臺的控制方法進行了分析，同時也分析了影響云臺穩(wěn)定的相關(guān)因素，為控制算法設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　(2)分析了基于歐拉角和四元數(shù)兩

2、種形式的姿態(tài)表示方法優(yōu)缺點以及其應用場合，并推導出兩種形式的姿態(tài)表示之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。
　　(3)為了能對云臺進行精確的姿態(tài)控制，提出了永磁同步電機的磁場定向控制方法。永磁同步電機的磁場定向方法是一種基于坐標變換理論的電機控制方法，通過將三相定子坐標系下的電流轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)坐標系下的電流，既能實現(xiàn)對具有高階非線性特征的永磁同步電機的控制。該控制方法能夠適應寬調(diào)速范圍，具有效率高、精度好、運算需求低等特點。
　　(4)提出了基于

3、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無傳感器轉(zhuǎn)子位置估算方法。由于磁場定向控制中需要獲取轉(zhuǎn)子電角度，而傳統(tǒng)方法具有諸多不便。則利用三相定子電壓與轉(zhuǎn)子電角度存在一定的對應關(guān)系，將電機運行時三相定子電壓與轉(zhuǎn)子電角度的數(shù)據(jù)對小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓練，在通過大量的訓練后，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技能對相應的轉(zhuǎn)子電壓輸入給出正確的轉(zhuǎn)子電角度信息。
　　同時，在以上研究工作的基礎(chǔ)上，制作了兩軸穩(wěn)定云臺樣機，并對云臺樣機進行測試。測試表明，該云臺穩(wěn)定系統(tǒng)各部分軟件硬件運行良好，達到了