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光电跟踪数字化加速度传感系统的研究

作 者: 尹立鹏
导 师: 陈娟
学 校: 长春工业大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 光电跟踪系统 加速度计 前馈控制
分类号: TH824.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 45次
引 用: 1次
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内容摘要


近年来,随着靶场测试目标速度的提高和设备自动化程度的提高,对光电跟踪系统的跟踪和捕获快速运动目标的能力提出了越来越高的要求。目标速度的提高将会产生更大的角速度、角加速度乃至更大的角加加速度,导致光电跟踪系统动态误差急剧增大,目标逸出视场,跟踪失败。本论文题目来源于吉林省科技发展计划项目“抑制光学抖动的自适应滤波与前馈控制技术”。文中主要研究的内容是光电跟踪系统的组成,加速计的原理及其在光电跟踪系统中的应用情况。本文的研究目标是在原有光电跟踪系统跟踪目标最大角速度30°/s和最大角加速度12°/s2能力的基础上提高到最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2,并引入加速度计前馈控制系统将光电跟踪系统的跟踪误差减小到最低。本文首先介绍了光电跟踪系统的各个组成部分以及国内外提高光电跟踪系统的一些控制方法,由于受到计算机控制水平的限制,通过改变控制算法等一系列软件措施对光电跟踪系统的跟踪效果改变情况不是十分理想。在光电跟踪系统中引入加速度计,通过加速度计输出的加速度信号与光电编码器输出的位置信号经过两次微分得到的加速度信号相比更加精确,用之来进行前馈控制能够有效的提高系统的跟踪精度。文中介绍了加速度计的工作原理及其分类,本文采用的是CJ41A-2E型压电式角加速度计。加速度计在安装过程中会产生误差角文中给出了加速度计安装过程中的误差补偿模型。通过Simulink仿真得出的结果证明采用加速度计前馈控制后能够有效的提高光电跟踪系统的跟踪精度、抑制了系统的抖动。实际证明了本论文理论分析的正确性和工程应用的价值。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 光电跟踪系统简介  7-9
  1.2 加速度计在光电跟踪系统中的应用及国内外发展现状  9-11
  1.3 本文主要内容及意义  11-12
第二章 光电跟踪伺服控制系统  12-20
  2.1 引言  12
  2.2 光电跟踪伺服系统简介  12-13
  2.3 跟踪控制系统的基本性能要求  13-15
  2.4 提高光电跟踪系统跟踪精度的现有途径  15-19
  2.5 本章小结  19-20
第三章 加速度计的原理及其分类  20-36
  3.1 引言  20
  3.2 加速度计的基本原理  20-21
  3.3 加速度计的选择  21-25
  3.4 压电式加速度计  25-29
  3.5 加速度计的性能参数  29-35
  3.6 本章小结  35-36
第四章 加速度传感系统  36-47
  4.1 引言  36
  4.2 前馈控制原理  36-37
  4.3 加速度传感系统的结构组成  37-42
  4.4 系统仿真  42-46
  4.5 本章小结  46-47
第五章 加速度计安装误差模型建立及数据处理  47-53
  5.1 引言  47
  5.2 惯性元件的误差模型综述  47-48
  5.3 加速度计安装误差模型的建立  48-50
  5.4 数据处理  50-52
  5.5 本章小结  52-53
六、总结与展望  53-55
  6.1 本文工作总结  53
  6.2 未来研究展望  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
攻读硕士期间的研究成果  59-60

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 力学量测量仪表 > 速度测量仪表 > 加速度计
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