陀螺穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、陀螺穩(wěn)定平臺能夠隔離載體擾動，保持平臺上探測設(shè)備的視軸在慣性空間的穩(wěn)定，從而保證探測設(shè)備對目標(biāo)的精確跟蹤，在現(xiàn)代武器系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文針對項(xiàng)目需求，研究了陀螺穩(wěn)定平臺工作原理，建立了數(shù)學(xué)模型，對影響系統(tǒng)精度的摩擦力矩和陀螺噪聲這兩大主要因素進(jìn)行了深入研究，并分析和研究了解決這兩大問題的方法。
　　首先，在了解了陀螺平臺系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)的各組成部分模型，并根據(jù)載體擾動傳遞機(jī)制完善了模型。其中，非線性摩擦對系

2、統(tǒng)精度的影響很大，所以，本文建立了適用于仿真分析的摩擦模型，這對分析擾動對系統(tǒng)精度的影響情況以及研究控制器控制效果奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，測量元件陀螺的噪聲是影響系統(tǒng)精度的另一個重要因素。本文用IEEE公認(rèn)的陀螺參數(shù)分析的標(biāo)準(zhǔn)方法——Allan方差法分析了陀螺信號噪聲；研究了三種濾波方法——數(shù)字低通濾波、小波變換閾值濾波、自適應(yīng)濾波，并將這三種方法直接用于處理陀螺信號；仿真分析比較了濾波效果。此外，分析了濾波前后陀螺信號的幅度譜，

3、利用Allan方差法并通過最小二乘擬合得到了濾波前后陀螺信號中各誤差源的幅度，從不同的角度進(jìn)一步證實(shí)了：三種方法中，自適應(yīng)濾波效果最佳。
　　最后，設(shè)計(jì)了平臺伺服系統(tǒng)控制器，主要研究了傳統(tǒng)的超前滯后控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制。并對這兩種控制器的控制效果進(jìn)行了系統(tǒng)穩(wěn)定仿真實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明變結(jié)構(gòu)控制效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于超前滯后控制。此外，進(jìn)行了系統(tǒng)位置跟蹤的仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明變結(jié)構(gòu)控制下系統(tǒng)可以較精確地跟蹤一般的低頻運(yùn)動目標(biāo)，滿足一定的跟蹤精度要