基于光纖陀螺的穩(wěn)定云臺技術的研究.pdf

1、伴隨著我國軍事力量的不斷強大，在相關領域的前沿科學技術得到了很大的提高。其中陀螺穩(wěn)定云臺作為眾多武器裝備中必不可少的一項，其相關技術得到了眾多科研人員的關注和研究。陀螺穩(wěn)定云臺的主要功能是通過陀螺儀敏感載體相對慣性空間的擾動角速率，并通過控制器不斷的調(diào)整伺服系統(tǒng)，使得云臺搭載的光電設備的視軸保持相對慣性空間穩(wěn)定，并根據(jù)搭載光電設備的不同，來實現(xiàn)例如探測，跟蹤，信息對抗等不同的功能。本文主要設計了基于光纖陀螺的穩(wěn)定云臺，并對光纖陀螺和云臺

2、控制系統(tǒng)進行了相關的研究，并對實際系統(tǒng)進行了調(diào)試。
　　論文工作主要包括以下幾個方面：
　　本文首先介紹了國內(nèi)外關于陀螺穩(wěn)定云臺的研究現(xiàn)狀與關于云臺控制的相關算法；在研究了陀螺穩(wěn)定云臺控制結(jié)構(gòu)的基礎上，從理論上分析了穩(wěn)定云臺隔擾動的原理；本設計選用DSP28335作為核心的控制器件，并對云臺系統(tǒng)相關的硬件電路進行了器件選擇，借助cadence軟件對硬件電路進行了設計與實現(xiàn)。
　　其次，作為本次設計的另外一個核心部件—光

3、纖陀螺，其性能的好壞直接影響了云臺系統(tǒng)的穩(wěn)定精度。本文研究了光纖陀螺的工作原理，針對本次的要求設計完成了光纖陀螺的標定試驗；根據(jù)光纖陀螺的溫度特性，建立了光纖陀螺的溫度模型，在此基礎上設計完成了光纖陀螺的溫度實驗，并對陀螺輸出進行了溫度補償?shù)姆抡骝炞C，補償后光纖陀螺的溫漂特性得到了明顯的抑制，取得了很好的效果；因為反饋敏感元件光纖陀螺的噪聲是影響系統(tǒng)精度的另外一個重要因素，結(jié)合信號的特點和穩(wěn)定云臺的設計要求，提出了法拉依達準則，以及II

4、R數(shù)字低通濾波和小波變換閾值濾波的方法，并對濾波算法進行了仿真分析與對比。
　　最后，根據(jù)各控制環(huán)節(jié)的數(shù)學模型建立了控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，針對穩(wěn)定速率環(huán)設計了傳統(tǒng)PID控制器，對于傳統(tǒng)校正方法存在問題，運用滑模變結(jié)構(gòu)控制算法設計對位置跟蹤環(huán)控制器進行了設計與仿真，跟蹤回路仿真結(jié)果表明，采用指數(shù)趨近律型的滑模變結(jié)構(gòu)控制設計的控制器比傳統(tǒng)校正設計方法有更好的調(diào)節(jié)效果，對摩擦干擾有很好的魯棒性；在此基礎上對穩(wěn)定云臺系統(tǒng)的硬件、軟件進行了調(diào)