兩軸穩(wěn)定轉臺伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、兩軸穩(wěn)定轉臺是光電經緯儀中重要組成部分，兩軸穩(wěn)定轉臺主要承載著激光、紅外、電視及高速攝影等多種跟蹤與測量設備。當目標已經進入光學測量的視場內后，首先鎖定目標，然后一直跟蹤目標，保證目標一直位于光學測量的視場內，系統(tǒng)記下目標與視場中心的偏差——脫靶量，測角系統(tǒng)將測量出現(xiàn)場中心的方位角和俯仰角，隨后將此和脫靶量合成后得到目標的實際角位置，因此，在跟蹤過程中轉臺隨動精度的控制在測量中十分重要。兩軸穩(wěn)定轉臺性能的優(yōu)劣直接關系到光電經緯儀的可靠性

2、和可信度，是保證整個系統(tǒng)的精度和性能的基礎。
　　 由于兩軸轉臺直接關系到光電經緯儀的工作性能，兩軸轉臺的研發(fā)包括機械設計和伺服控制系統(tǒng)兩個部分，本文主要針對轉臺的伺服控制系統(tǒng)展開研究。整個轉臺控制系統(tǒng)包括兩部分：上位部分和下位部分。本課題以車載光電經緯儀系統(tǒng)的設計為背景，以其關鍵部分之一的轉臺部分為研究對象，講述了轉臺機械部分的設計結果，主要系統(tǒng)地研究了轉臺系統(tǒng)中的控制部分。轉臺控制部分的主要功能是根據測角部分反饋的信號，通過

3、上位計算機和下位可編程控制器相結合實現(xiàn)控制算法，得出相應的控制量，經功率放大后，驅動直流電機，實現(xiàn)對轉臺速度、位置的控制。測角部分由測速陀螺儀，旋轉變壓器和光電編碼器組成，實現(xiàn)對轉臺速度、位置信號的反饋。
　　 本論文詳細介紹了轉臺機械部分的設計和轉臺伺服控制系統(tǒng)研發(fā)過程，首先講述了兩軸轉臺的機械結構設計情況，然后對轉臺機械結構、運動規(guī)律及性能指標進行詳細的分析，為轉臺控制方案的合理制定提供了依據。其次，對伺服系統(tǒng)做進一步研究，

4、為轉臺伺服控制系統(tǒng)方案的制定提供了理論依據。最后，制定出了合理的兩軸轉臺控制方案，并詳細介紹了軟硬件實現(xiàn)。
　　 本論文重點通過對該系統(tǒng)使用傳統(tǒng)PID控制與模糊自適應PID控制算法進行了深入研究，并通過進行仿真實驗對控制算法進行驗證，最后發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)采用模糊自適應PID控制策略，可以使系統(tǒng)在靜態(tài)特性與動態(tài)特性上符合設計要求。從而確定了本控制系統(tǒng)采用模糊自適應PID控制的策略。并且，在模糊自適應PID控制實現(xiàn)的過程中采用模糊推理過程