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文檔簡介
1、高頻角振動臺主要用于對陀螺動態(tài)性能測試,特別是頻帶特性測試,此外角振動又是引起慣性器件加速度誤差和陀螺漂移變化的重要原因。由于MEMS等陀螺頻帶相對較寬,就要求角振動臺具有良好的動態(tài)跟蹤性能,尤其是對高頻信號的跟蹤能力。本文以單軸角振動臺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為背景,根據(jù)角振動臺控制系統(tǒng)的實(shí)際需求,完成了以DSP和FPGA為核心控制器的軟硬件設(shè)計(jì),并針對整個(gè)角振動臺控制系統(tǒng)進(jìn)行建模,通過對對象的模型分析,設(shè)計(jì)了以自抗擾控制為核心的控制算法,并在D
2、SP內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制算法移植,最后在某轉(zhuǎn)臺上,對控制器以及控制算法進(jìn)行了調(diào)試。本文的主要研究內(nèi)容包括:
對角振動臺控制系統(tǒng)制建立完整的數(shù)學(xué)模型,分析了帶驅(qū)動器的電機(jī)數(shù)學(xué)模型,此外還考慮到本轉(zhuǎn)臺高頻響的特性,將諧振因素考慮進(jìn)去,并且從負(fù)載變化的角度,分析系統(tǒng)固有頻率的變化情況,最終確立了包括轉(zhuǎn)臺固有頻率的角振動臺系統(tǒng)的完整數(shù)學(xué)模型,為后面控制算法的設(shè)計(jì)和諧振的抑制作了奠定。
針對角振動臺系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,采用自抗擾控制為核心的控
3、制算法,并設(shè)計(jì)了基于自抗擾控制的速度環(huán)和位置環(huán)兩種閉環(huán)控制,對于速度環(huán),分析了自抗擾對諧振和阻尼變動的情況的抑制能力,并與PID加限波器進(jìn)行對比,仿真驗(yàn)證了自抗擾控制的魯棒性和優(yōu)越性,對于位置環(huán),建立一階自抗擾控制算法,考慮了力矩?cái)_動情況下,自抗擾控制對系統(tǒng)擾動的抑制能力,并與PID進(jìn)行對比,驗(yàn)證了位置環(huán)自抗擾控制算法設(shè)計(jì)的優(yōu)越和良好的控制性能。
根據(jù)角振動臺控制器的功能需求,設(shè)計(jì)出以DSP和FPGA為控制核心多層電路板,并將
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