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陀螺稳定跟踪平台研究

作　者: 葛敬嘉
导　师: 马广程
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 稳定跟踪平台光纤陀螺运动伺服系统
分类号: V241.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

陀螺稳定跟踪平台涉及光电传感器、数据采集与处理、运动控制、图像处理等多项技术,是多个学科有机结合的产物。应用领域包括武器稳瞄等诸多方面。从事该项目的研究具有很好的前景与实践意义。本文建立了陀螺稳定跟踪平台,达到与动载体之间的隔离的目的,并能够满足视轴稳定的要求。首先,分析了该系统中运动伺服系统的结构,并从软硬件两方面详细论述其中的控制器部分。设计、制作、调试、实现运动控制卡,编写人机交互界面与运动控制程序,构成基于计算机的运动伺服控制器。在此之后将该系统移植到嵌入式运动伺服控制器中,并进行代码的优化。对两者的硬件电路、软件结构、控制效果等方面作对比。结果表明,该控制器移植后控制器仍保持原有的性能,可以用于运动伺服系统。其次,根据光纤陀螺的特点,设计并实现了硬件信号调理与采集部分。根据采集得到数据的特点,采用剔预处理和各种数字滤波算法,并对比滤波效果。通过分析各方法的优缺点表明,基于离线学习自适应算法的FIR滤波适用于该系统。最后,基于上述的运动伺服系统与光纤陀螺测量系统,在试验平台上对各种控制器效果加以验证,并对稳定效果等方面进行分析。在此基础上,对多轴问题与跟踪问题分别作讨论。其结果表明,该陀螺稳定跟踪平台方案可行。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-12
  1.1 课题目的及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 光纤陀螺  9-10
    1.2.2 稳定跟踪平台  10-11
  1.3 课题研究内容  11-12
第2章运动伺服系统的组成  12-27
  2.1 运动伺服系统的构成  12
  2.2 运动伺服系统控制器设计  12-22
    2.2.1 基于计算机的运动伺服控制器  12-17
    2.2.2 嵌入式运动伺服控制器  17-22
  2.3 运动控制效果  22-26
    2.3.1 基于计算机的运动伺服控制器控制效果  22-24
    2.3.2 嵌入式运动伺服控制器控制效果  24-25
    2.3.3 结果分析  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章陀螺及其信号处理  27-39
  3.1 陀螺概述  27-29
    3.1.1 陀螺分类与用途  27-28
    3.1.2 光纤陀螺  28-29
    3.1.3 光纤陀螺参数  29
  3.2 陀螺信号处理  29-38
    3.2.1 硬件电路  30-32
    3.2.2 软件处理  32-38
  3.3 本章小结  38-39
第4章稳定跟踪平台  39-51
  4.1 稳定跟踪平台原理  39-40
  4.2 陀螺稳定平台  40-42
    4.2.1 陀螺稳定平台结构  40-41
    4.2.2 稳定控制器算法  41-42
  4.3 陀螺稳定平台试验  42-49
    4.3.1 试验平台  42
    4.3.2 整体稳定式稳定试验  42-47
    4.3.3 试验结果讨论  47-48
    4.3.4 伺服连接式稳定试验  48-49
  4.4 多轴稳定平台分析  49-50
  4.5 跟踪系统分析  50
  4.6 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-57
致谢  57

陀螺稳定跟踪平台研究

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