论文摘要
陀螺稳定吊舱近几年来发展十分迅速,被广泛用于军事领域和公安、消防及环境监控等民用领域。稳定回路是其控制系统的重要组成部分,用于隔离载体扰动,补偿摩擦力矩等非线性因素的影响,实现视轴稳定功能。本文针对陀螺稳定吊舱控制系统稳定回路展开设计与研究。本文首先概述了国内外陀螺稳定平台的发展现状,介绍了常用的视轴稳定控制结构及方法;然后根据本方案中陀螺稳定平台的结构配置,推导两轴稳定平台隔离载体扰动的原理,分析两轴四框架稳定平台的抗扰性能,并建立稳定回路的数学模型;分析了影响视轴稳定的各种因素,为设计控制算法提供了依据。在设计控制算法时,采用频域响应法设计稳定控制器,实现对吊舱系统外部载体扰动的隔离,并进行了仿真验证,仿真结果表明所设计的稳定控制器在抗扰性能方面能够达到稳定精度的要求。针对对系统影响较大的非线性因素——摩擦力矩,采用基于库仑模型的自适应控制方法实现对其补偿,仿真结果表明这种方法能够有效地抑制系统中摩擦力矩的影响,削弱视轴抖动角速度曲线中的尖峰,从而克服了平台框架运行时的低速抖动问题;同时这种方法也能够进一步提高系统的稳态精度。采用小波变换阈值滤波算法对陀螺输出信号进行去噪处理,仿真结果表明滤波后陀螺信号噪声标准差明显降低,陀螺噪声得到有效抑制。论文最后详细介绍了稳定回路硬件电路的器件选型情况,并针对所选器件设计外围电路,搭建稳定回路硬件电路,为控制算法的实现奠定了物理基础。
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标签：陀螺稳定平台论文; 稳定回路论文; 频域响应法论文; 模型参考自适应控制论文;