光電設(shè)備伺服控制系統(tǒng)的快速調(diào)轉(zhuǎn)技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代光電技術(shù)的發(fā)展，快速調(diào)轉(zhuǎn)能力成為光電設(shè)備的一項(xiàng)重要指標(biāo)，一些傳統(tǒng)的控制算法已經(jīng)不能滿足光電設(shè)備快速調(diào)轉(zhuǎn)時(shí)快速性和穩(wěn)定性的需要。
　　Bang-Bang控制快速性已被證明是一種優(yōu)良的控制算法，對(duì)于光電設(shè)備快速調(diào)轉(zhuǎn)能力來說，系統(tǒng)要求在調(diào)轉(zhuǎn)進(jìn)入小范圍時(shí)，要能穩(wěn)定捕獲并且跟蹤目標(biāo)，用來保證激光測距的準(zhǔn)確性，以獲取方位、俯仰和距離三維信息。這樣Bang-Bang控制的缺點(diǎn)便顯露出來，那就是在進(jìn)入小偏差后，被證明極易不穩(wěn)定，速度比較小

2、時(shí)，收斂速度變得比較慢，目標(biāo)紅外抓捕時(shí)容易晃出視場?；诖吮疚奶岢鲆环N三維信息變結(jié)構(gòu)控制方式。即主控發(fā)給光電設(shè)備伺服控制系統(tǒng)快速調(diào)轉(zhuǎn)命令，伺服判斷調(diào)轉(zhuǎn)角度，按照三維信息變結(jié)構(gòu)控制的控制率進(jìn)行調(diào)轉(zhuǎn)，即大角度調(diào)轉(zhuǎn)時(shí)采用非線性的Bang-Bang控制，增加其調(diào)轉(zhuǎn)快速性，當(dāng)接近既定目標(biāo)時(shí)切換為線性控制，根據(jù)線性控制時(shí)不同調(diào)節(jié)器的不同特點(diǎn)，提出了在目標(biāo)捕獲階段伺服控制系統(tǒng)位置回路采用一階調(diào)節(jié)器，跟蹤激光測距階段位置回路采用二階調(diào)節(jié)器的控制策略。并

3、給出了不同階段的切換條件?；谌S信息變結(jié)構(gòu)控制的核心算法，文章構(gòu)架了一套具有完整硬件和軟件的伺服控制系統(tǒng)。
　　首先，介紹了光電系統(tǒng)的概念，由此引申出快速調(diào)轉(zhuǎn)伺服控制系統(tǒng)的基本組成，并對(duì)光電設(shè)備伺服控制系統(tǒng)主要元器件進(jìn)行選型，且詳細(xì)介紹了工程中的伺服系統(tǒng)數(shù)字化方法。
　　其次，獲取較為精確的機(jī)械時(shí)間常數(shù)Tm。傳統(tǒng)的公式法求電機(jī)的機(jī)械時(shí)間常數(shù)Tm往往以忽略摩擦力作為前提，光電設(shè)備作為光學(xué)精密機(jī)械對(duì)Tm的精度和可信度要求較高。

4、本文利用階躍法推導(dǎo)出近似e指數(shù)函數(shù)作為Origin擬合軟件的擬合公式,得到了精度和可信度較高的機(jī)械時(shí)間常數(shù)Tm和放大倍數(shù)K。
　　再次，從理論上分析了單Bang-Bang控制的不足，提出了三維信息變結(jié)構(gòu)控制方法，并從理論和實(shí)踐上進(jìn)行了論證，同時(shí)采用PC104模塊作為核心處理器進(jìn)行伺服主板的硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了速度和位置的雙閉環(huán)穩(wěn)定控制算法。
　　最后，介紹了伺服控制主板及其外擴(kuò)電路和功率驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。通過主控計(jì)算機(jī)引導(dǎo)，