艦載穩(wěn)定平臺伺服系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、艦船在海上航行時，海浪會對其船身產(chǎn)生撞擊，從而導(dǎo)致艦船隨海浪運動而運動，這種運動可以分為艏搖、橫搖、縱搖三個方向的搖擺運動。艦船上的精密儀器、武器的瞄準系統(tǒng)、艦載雷達、艦載通訊系統(tǒng)等，在艦船搖擺運動的干擾下通常無法正常工作，因此上述列舉的艦載系統(tǒng)的基座需要隔離艦船由海浪導(dǎo)致的搖擺運動。
　　本文以六自由度的穩(wěn)定平臺為實驗對象，六自由度穩(wěn)定平臺由上、下兩個臺體組成。下臺體為三自由度轉(zhuǎn)臺，用來模擬艦船在海浪中行進時的艏搖、橫搖、縱搖三

2、個方向的搖擺運動。上臺體為三自由度穩(wěn)定平臺，作為保持與水平面平行或者跟蹤目標物體的控制對象。
　　本文首先從穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)兩個方面入手對系統(tǒng)進行了設(shè)計。穩(wěn)態(tài)設(shè)計部分首先介紹了六自由度轉(zhuǎn)臺的機械結(jié)構(gòu)和性能指標。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、測角系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)。并且對系統(tǒng)的執(zhí)行電機、測量元件、反饋元件、放大裝置和電機負載方案進行了分析和選擇。動態(tài)設(shè)計部分在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計的基礎(chǔ)上對所選擇的各元件進行了數(shù)學(xué)建模。并對所

3、采用的三環(huán)控制方案進行了設(shè)計和仿真，通過對校正前和校正后的系統(tǒng)的仿真結(jié)果的比較，對校正后的系統(tǒng)的動態(tài)性能進行了驗證。隨后介紹了模糊自適應(yīng)PID控制的概念和方法，并對模糊自適應(yīng)PID控制器進行了設(shè)計和仿真，與之前采用的三環(huán)控制方案校正的系統(tǒng)，進行了動態(tài)性能的對比。
　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，以計算機為核心元件的控制方案得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為了使穩(wěn)定平臺系統(tǒng)通過計算機解算的方法保持水平和完成對目標物體跟蹤，本文還進一步通過坐標變換