导引头双层稳定伺服控制系统研究

发布时间：2022-02-21 08:40

　　弹载伺服稳定平台主要用于隔离导弹飞行过程中的环境因素的扰动,不断根据导引头的测量信息,修正伺服天线框架角度和位置,始终保持天线的精确指向精度,因此在弹载设备上存在广泛的应用。但由于弹上环境的特殊性,对带宽要求大,既要保证高动态特性,同时还需要满足高精度。因此在高频,即扰动频率1Hz至5Hz的干扰下,稳定平台的高带宽高动态特性控制是亟待解决的问题。本文对双层稳定伺服控制系统在控制稳定平台提高高频去耦合能力方面进行了深入研究,为后续弹载高精度高稳定度稳定平台控制系统的实际应用提供了必要的理论依据和研究经验。与常规单稳定平台进行仿真对比,其在高频扰动情况下的带宽有了明显改善。首先,建立对导引头单稳定平台控制器的相关模型进行建模,建立了直流伺服电机、电流环、速度环及稳定回路的模型;根据建模及初步仿真计算结果,常规单稳定平台不能满足设计需求,需要进行进一步拓带宽优化设计;其次,为了进一步拓宽稳定平台的工作带宽,对双层稳定平台进行论述;对速度回路、预定回路、稳定回路进行分别建模;最后进行仿真实验。通过参数设计及调节,使伺服控制系统能够满足和达到导引头针对伺服平台的指标要求及最优参数配置。最后,对控... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状与分析
        1.2.1 国内外导弹典型的弹上稳定平台系统
        1.2.2 稳定平台控制系统在导引头应用的现状
        1.2.3 弹上稳定平台的发展方向
    1.3 本文主要研究内容
第2章 导引头单稳定平台的数学建模
    2.1 引言
    2.2 稳定平台的工作原理
        2.2.1 稳定平台的组成
        2.2.2 稳定平台的工作状态
    2.3 稳定平台数学建模
        2.3.1 电机模型
        2.3.2 电流环模型
        2.3.3 速度环模型
        2.3.4 稳定回路模型
    2.4 去耦精度
    2.5 稳定回路设计仿真
        2.5.1 校正前精度分析
        2.5.2 校正模型建立及精度分析
    2.6 本章小结
第3章 双层稳定伺服控制系统设计与仿真
    3.1 引言
    3.2 双层稳定平台建模
    3.3 双层稳定伺服控制系统基本原理
        3.3.1 平台相关坐标系
        3.3.2 角度预定回路设计
        3.3.3 下层、上层扰动输入量的计算模型
        3.3.4 上层电机干扰扭矩对下层平台干扰力矩分析与建模设计
        3.3.5 跟踪时双平台合成角度输出计算
        3.3.6 稳定跟踪接收机角误差输出计算
    3.4 电流环回路性能分析
    3.5 速度回路性能分析
    3.6 位置回路性能分析
    3.7 稳定回路性能分析
    3.8 上、下层平台之间耦合的建模与仿真
        3.8.1 双层稳定平台的耦合模型建立
        3.8.2 下层平台位置预定对上层平台的影响
        3.8.3 下层平台稳定回路对上层平台稳定回路的影响
    3.9 跟踪回路性能分析
        3.9.1 无干扰情况下的仿真结果
        3.9.2 1 Hz干扰、小幅度干扰情况下仿真结果
        3.9.3 5 Hz干扰、小幅度干扰情况下仿真
        3.9.4 1 Hz干扰、大幅度干扰情况下的仿真
    3.10 本章小结
第4章 稳定系统的控制电路详细设计及仿真研究
    4.1 稳定系统的控制电路整体实现方案
    4.2 旋转变压器信号处理电路设计
        4.2.1 AD2S80A外围电路元器件设计
        4.2.2 旋变基准信号产生电路
        4.2.3 D/A转换电路
    4.3 角度预定回路校正电路设计
        4.3.1 积分环节的校正电路
        4.3.2 超前—滞后环节的校正电路
    4.4 稳定回路校正电路设计
        4.4.1 积分环节的校正电路
        4.4.2 滞后—超前环节的校正电路
        4.4.3 超前—滞后环节的校正电路
    4.5 前馈校正电路设计
        4.5.1 惯性环节的校正电路
        4.5.2 超前—滞后环节的校正电路
    4.6 速度回路校正电路设计
        4.6.1 积分环节的校正电路
        4.6.2 惯性环节的校正电路
        4.6.3 电流环的设计
    4.7 原理样机实现及初步测试
    4.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]伺服电机控制技术的应用及发展趋向分析[J]. 沈霆.  通信电源技术. 2018(03)
[2]基于TMS320LF2407A的雷达伺服系统电路设计[J]. 王玉娟,胡军辉.  甘肃科技. 2017(02)
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[4]干扰条件下反舰导弹导引头伺服系统研究[J]. 吴忠德,尚永爽,孙伟超.  舰船电子对抗. 2013(05)
[5]基于Simulink的某雷达天线伺服系统性能改进方法研究[J]. 文哲.  现代电子技术. 2013(03)
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[8]“骄子”不凡 俄罗斯S-300PMU2防空系统试验纪实[J]. 米哈伊尔·特罗菲莫夫,Vitaliy Hongyi.  现代兵器. 2010(06)
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博士论文
[1]三轴光电跟踪系统跟踪策略和控制研究[D]. 官伯林.西安电子科技大学 2012
[2]陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D]. 姬伟.东南大学 2006

硕士论文
[1]反舰雷达导引头建模与仿真研究[D]. 陈长海.西安电子科技大学 2009
[2]导引头伺服机构谐振频率与去耦精度分析[D]. 苗少帅.国防科学技术大学 2008
[3]攻击型无人机毫米波主动雷达制导技术研究[D]. 李世海.西北工业大学 2007
[4]反辐射无人机制导系统仿真及飞行试验技术的研究[D]. 项宗友.西北工业大学 2002



本文编号：3636897