低速高精度條件下的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、“擾動(dòng)臺(tái)”是進(jìn)行彈載雷達(dá)位標(biāo)器性能測(cè)試的一種旋轉(zhuǎn)平臺(tái)。位標(biāo)器性能測(cè)試要求“擾動(dòng)臺(tái)”工作于擺動(dòng)狀態(tài)，且滿足轉(zhuǎn)速低、速率精度高、啟動(dòng)速度快、體積小、重量輕等要求。普通伺服系統(tǒng)難以滿足其要求。本論文針對(duì)這樣一種特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，根據(jù)項(xiàng)目要求，對(duì)低速伺服系統(tǒng)速度環(huán)路的優(yōu)化進(jìn)行了研究。
　　首先，本文介紹了伺服系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀，并對(duì)伺服系統(tǒng)在低速條件下運(yùn)行的性能惡化情況及其改進(jìn)方法進(jìn)行了闡述和介紹。
　　其次，本文從常規(guī)伺服系統(tǒng)出發(fā)，分

2、析了其中的控制模型和控制方法。針對(duì)速度環(huán)中的速率反饋環(huán)節(jié)提出了“量化器”模型。對(duì)于該模型引起的速率誤差，本文結(jié)合當(dāng)今理論研究中的卡爾曼算法，提出使用卡爾曼-PID算法，以改善單純使用PID算法不能解決的伺服系統(tǒng)低速抖動(dòng)問(wèn)題。對(duì)于該理論的效果驗(yàn)證，進(jìn)行了相應(yīng)的仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)及分析。結(jié)果證實(shí)了卡爾曼算法的確比其他濾波算法更加適應(yīng)于解決控制系統(tǒng)中的量化器噪聲的濾除。
　　然后，依據(jù)項(xiàng)目要求，本文以MDK為平臺(tái)，以STM32微控制器為核心硬

3、件，以UCOS3為操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低速高精度伺服系統(tǒng)的搭建。并在該系統(tǒng)上成功驗(yàn)證了卡爾曼-PID算法對(duì)于低速伺服系統(tǒng)的速率精度改善效果。同時(shí)，又以PC機(jī)為平臺(tái)，以QT為編程環(huán)境，編制了一套用于控制該低速高精度伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“擾動(dòng)臺(tái)”相關(guān)功能的軟件。
　　最后，以該高精度低速伺服系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)測(cè)試PID算法的伺服系統(tǒng)和卡爾曼-PID算法的低速伺服系統(tǒng)，以兩項(xiàng)指標(biāo)（最低平穩(wěn)速率和速率誤差）為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比了上述兩種算法的低速運(yùn)行性能。結(jié)