高精度快速非陀螺尋北系統(tǒng)速度穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以非陀螺尋北系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)系統(tǒng)需要高精度的速度穩(wěn)定問題，從理論和實(shí)踐上進(jìn)行了一系列的分析和研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了變參數(shù)軟件鎖相環(huán)速度控制系統(tǒng)和基于DSP的光柵盤T法測(cè)速，并在空載轉(zhuǎn)速為7970rpm的直流電機(jī)上驗(yàn)證了上述方法的有效性。首先對(duì)非陀螺尋北系統(tǒng)的工作機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，討論了影響尋北系統(tǒng)穩(wěn)定的誤差因素，并對(duì)其進(jìn)行了有效的補(bǔ)償。指出速度穩(wěn)定控制的必要性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)影響系統(tǒng)速度穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了分析。根據(jù)尋北指標(biāo)(定向

2、時(shí)間小于5min、定向精度為10″～15″)的要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，得出了適合系統(tǒng)需要的穩(wěn)速指標(biāo)。并針對(duì)高精度速度穩(wěn)定控制需要，提出了兩種新穎的速度穩(wěn)定性檢測(cè)方案—基于數(shù)字化高速處理器(如：DSP)的光柵盤測(cè)速和用線性加速度計(jì)完成對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速誤差的測(cè)量，并針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)模型的特點(diǎn)，對(duì)基于DSP的光柵盤T法測(cè)速進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。針對(duì)系統(tǒng)需要高精度速度穩(wěn)定性控制的特點(diǎn)，確定采用速度鎖相方法進(jìn)行控制。并針對(duì)常用的速度鎖相控制方法存在動(dòng)態(tài)

3、響應(yīng)慢、抗干擾能力差及鎖相范圍窄等不足，結(jié)合雙模控制與增益自適應(yīng)控制的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了變參數(shù)軟件鎖相環(huán)速度控制系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究與仿真分析。最后進(jìn)行了模型樣機(jī)速度穩(wěn)定性能測(cè)試與實(shí)驗(yàn)研究。采用本文提出的基于DSP的光柵盤T法測(cè)速與變參數(shù)控制的鎖相系統(tǒng)相結(jié)合的方法，對(duì)電機(jī)的穩(wěn)速精度、速度穩(wěn)定性、重復(fù)性、穩(wěn)速范圍，及低溫情況對(duì)速度穩(wěn)定性的影響等進(jìn)行了測(cè)試，并通過與傳統(tǒng)的PID控制結(jié)果及常用的速度鎖相控制方法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，驗(yàn)