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基于加速度信息的光束稳定技术研究

作　者: 王虎
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: 光束稳定复合控制加速度光电跟踪
分类号: TM921.541
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国从事光电跟踪伺服控制的研究已有四十多年,达到了一定的技术水平,但与国外相比,由于起步时间较短,还是具有一定的差距。随着跟踪目标机动性的增强,导致系统的动态跟踪误差急剧增大,现有的控制方法已渐渐不能满足控制精度的要求,如何提高伺服控制系统跟踪精度,获得稳定光束成为近年来研究的热点。光电跟踪伺服控制技术广泛应用于军事科技领域,该技术的研究水平对我国国防建设有着重要的意义。本文首先介绍了实现光束稳定技术在国内外的研究概况。然后对光电跟踪伺服控制系统的结构、跟踪方式进行详细介绍,给出了系统组成中各个环节的数学模型。对提高光束稳定最为常用的控制方法——复合控制给予了系统的介绍,并对适用于不同跟踪方式的复合控制方法分别介绍,讨论了其优缺点,在此基础上引出了基于加速度信息的复合控制方法来提高光束稳定。本文采用了有延迟一阶惯性环节拟合的两点法,对被控直流力矩电机模型参数进行测定,按照频率特性法设定系统校正环节参数,对各个校正回路建立simulink仿真模型。对加速度计的输出信号进行测试,由于受各种干扰的影响,加速度计输出信号存在一定的误差,本文采用了快速傅里叶变换(FFT)滤波,取得了理想的效果。另外,加速度计由于受硬件因素和电气环境的影响,输出具有一定的漂移,对输出漂移量进行测试,并对输出当量进行标定。对基于加速度信息的复合控制提高光束稳定的整个系统在simulink下进行仿真,仿真结果表明该方法对提高光束稳定具有明显效果,降低了超调量,缩短了调节时间,跟踪误差明显减小。最后,本文进行了总结,并对提高光束稳定的控制技术的发展进行了展望。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章绪论  7-14
  1.1 本课题的来源及研究背景  7-10
  1.2 实现光束稳定的技术研究概况  10-13
  1.3 本文的主要内容及其意义  13-14
第二章光电跟踪伺服控制系统  14-25
  2.1 引言  14
  2.2 光电跟踪伺服控制系统组成  14-16
  2.3 光电跟踪伺服系统结构  16-20
  2.4 光电跟踪伺服系统的数学模型  20-23
  2.5 精度检验方法  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第三章复合控制提高光束稳定的原理  25-40
  3.1 引言  25
  3.2 复合控制的概念  25
  3.3 复合控制理论  25-31
  3.4 复合控制技术的应用  31
  3.5 复合控制在光束稳定伺服控制系统中的应用  31-39
  3.6 本章小结  39-40
第四章基于加速度信息的光束稳定控制及其仿真实验  40-59
  4.1 引言  40
  4.2 系统结构  40-42
  4.3 滤波积分  42-44
  4.4 系统仿真  44-51
  4.5 系统测试及实验  51-58
  4.6 本章小结  58-59
第五章总结与展望  59-61
  5.1 本文总结  59
  5.2 技术展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
攻读硕士学位期间研究成果  65-66

基于加速度信息的光束稳定技术研究

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