基于滑模变结构控制的光电稳定平台控制策略研究

光电跟踪系统在载体运动的过程中会受到各种扰动,对系统的跟踪性能产生不利影响。滑模控制拥有较好的鲁棒性,在工程上容易实现,可考虑运用在这类系统中。使用摩擦反馈并将速度环滑模控制与跟踪环PID控制相结合,可得到一种应用于光电跟踪系统的滑模变结构控制策略,它提升了光电稳定平台的稳定精度,同时具有一定的鲁棒性,能使运行中的系统在外界环境变化时对变化的扰动有一定的适应能力。以二维伺服转台为被控对象设计了滑模控制器,进行仿真实验并与现有基于PID方法的控制方案对比。对比结果表明：在给定扰动下,基于滑模变结构控制策略的光电稳定平台将速度环稳定误差从72″/s降低到了12″/s,均方根从37.0″/s降低到了1.46″/s,提出的滑模变结构控制器对提升光电稳定平台的稳定精度有一定作用。     

基于LABVIEW 的坦克炮伺服控制系统测试平台研究

针对坦克炮伺服控制系统中存在环境干扰、被控对象内部参数不确定性的问题,研发了一套坦克炮伺服控制测试平台.描述了该测试平台的工作原理和系统结构,设计以火控计算机、数据采集卡为系统核心的电流环、速度环、位置环三闭环控制系统,采用神经网络PID控制算法对参数进行实时整定,利用LABVIEW软件实现上位机的数据采集、各模块通信与神经网络PID控制,并进行了测试实验.实验结果表明:该测试平台能满足坦克炮伺服控制系统测试要求.该系统具有较强的适应性和鲁棒性.     

基于PMAC的稳定平台伺服系统设计

研制了一套基于PMAC运动控制卡的陀螺稳定平台系统。该系统以PMAC为核心控制模块,光纤陀螺为速度环反馈传感器,光电编码器为位置环反馈传感器,实现了稳定平台的位置跟踪和伺服稳定两个功能。介绍了系统的工作原理和控制结构,分析了系统的软硬件设计,以及伺服控制算法描述。实验结果表明,该系统完全达到稳定平台性能要求,系统稳定性好且控制精度高。     

基于径向基函数神经网络的光电系统自适应控制

针对光电跟踪系统对于跟踪目标的高精度需求,在硬件设计选型、装调适配完成后,通常需要伺服控制系统设计合理的算法以改善跟踪精度.为持续提高伺服控制系统的综合能力,首先分析跟踪精度的误差模型,通过理论推导以及典型数值计算仿真的方式,验证伺服控制器控制增益对于跟踪精度改善的重要性.在对比多型控制算法基础上,提出基于径向基函数神...     

基于频域分析的PMSM双闭环PI控制器整定方法

以永磁同步电机(PMSM)双闭环调速系统为对象,在对其数学模型进行合理简化的基础上,综合考虑了逆变器开关周期、电流和速度滤波等环节的影响,给出了一种在频域进行PI控制器参数设计的整定方法。通过建立双环的数学模型,得到关于开环频域特征量的解析式,根据电流环在中低频段的特性以及转速环中阻尼系数难以精确测定的问题,分析推导了电流环和转速环PI参数简化设计的方法。利用工程经验将闭环时域指标转化开环频域特征量,并结合各类约束条件合理界定其取值范围,由此得到的PI控制器可以兼顾快速性和稳态跟踪能力。仿真和实物实验验证了整定方法的可行性,该方法确立了双环控制器参数与其对应的开环截止频率和相位裕度的解析式,并明确了开环频域特征量与闭环时域指标的关系,具有较强的工程参考和应用价值。     

基于卡尔曼滤波算法的加速度反馈控制在航空光电稳定平台中的应用

为进一步提高航空光电稳定平台的视轴稳定精度,提出一种基于卡尔曼滤波算法的加速度反馈控制策略。根据光电平台伺服系统模型特点设计卡尔曼滤波器,将卡尔曼滤波器采集的光电平台伺服系统输入输出信号作为自身输入信号,并输出速度的滤波信号和加速度的估计结果。然后将卡尔曼滤波器输出的速度和加速度估计值分别作为被控对象速度环路和加速度环路的反馈信号。进行了模拟仿真和样机实验,结果表明：伺服系统引入加速度反馈控制后,可以使光电平台对2.5 Hz以内不同频率的扰动力矩都具有良好的抑制效果,扰动隔离度优于20 dB;相比于传统单速度环控制方案,阶跃响应的超调量至少降低40%. 由此可见,将加速度环引入传统速度环控制系统可以有效改善光电稳定平台的伺服控制性能,具有较高的工程应用价值。     

基于DSP的永磁同步电机交流伺服控制系统

基于DSP的永磁同步电机交流伺服控制系统,由TMS320F2812、外围接口电路及功率回路组成.系统采用以位置和速度调节为控制外环,以空间矢量控制的电流调节为内环的三闭环控制.位置环实现精确位置控制,速度环实现快速跟踪,电流环实现快速动态响应.转子初始位置由霍尔传感器识别,并在转子开始转动后进行校正.     

模糊自适应PID控制在机载激光武器跟瞄系统中的应用

由于载机的振动和机动、被控对象参数的摄动、非线性环节等,经典PID控制算法无法满足机载激光武器跟瞄系统对目标的跟踪精度要求。在复合轴跟踪瞄准控制结构的基础上,设计了具有自适应能力的模糊PID控制器,构建了Matlab/Simulink仿真模型。仿真结果表明,模糊自适应PID控制器跟踪阶跃信号的超调量仅为经典PID控制器的0.23倍,能较好的改善机载激光武器系统的跟踪性能。     

航向角BP神经网络自整定PID控制算法仿真

设计了基于BP神经网络的自整定PID控制算法,此控制算法不需要被控对象的数学模型,先由BP神经网络对被控对象进行辨识,给出PID控制所需要的3个参数,再由PID控制算法进行有效的控制,最后用MATLAB对某水下机器人的航向角模型进行了仿真验证。     

迭代学习控制在电动伺服舵机系统中的应用

在传统的增量式积分分离PI控制算法的基础上。引入一D型迭代学习控制前馈环节，提高了电流和位置跟踪的快速性和跟踪精度，速度环为中间环节．在积分分离PI调节的基础上加了bangbang控制，以加快速度环的响应速度。仿真结果表明，引入D型迭代学习控制后．位置环和电流环的稳态和动态特性良好．保证了系统跟踪的快速性、精确性。     

基于FPGA 的扰流片伺服控制系统电流环设计

为提高固体小型火箭发动机推力矢量控制中扰流片摆动响应能力,开展了扰流片控制伺服驱动系统电流环设计.采用 FPGA的硬件逻辑电路,通过注入 3次谐波的 SPWM调制实现对电机的桥路驱动,实现了 id =0电流环数字化闭环控制,控制周期不大于50 μs.电流跟踪试验结果表明,该方法实现的电流环控制具有较好的动态响应能力.     

伺服系统的安全控制策略

针对因环路中反馈信号丢失或异常而引起整个系统工作不正常,造成系统损坏或人员受伤的问题,设计一种高精度三环伺服系统安全控制策略。以某型光电跟踪设备的伺服控制系统为例,对系统进行介绍,分析安全控制策略,并给出原理图。该设备已成功应用于某型光电跟踪设备上,使用结果表明,该策略能有效提高伺服系统的可靠性和控制安全性。     

基于MINAS的跟踪雷达全数字交流伺服系统?

为提高跟踪雷达的响应速度、精确性、调速范围,采用松下MINAS伺服驱动器及永磁交流同步伺服电机作为驱动和执行元件,以TI公司的TMS320F2812 DSP为伺服控制板的控制器,设计实现了跟踪雷达全数字交流伺服系统。同时,采用矢量控制算法,对跟踪雷达进行转矩、速度、位置控制。结果表明,该系统能达到快速响应、高精度跟踪和宽调速范围的目标,有效地保障了电机稳定运行及负载的安全。     

幅相裕度参数整定的导引头IMC_PID设计

针对电视跟踪导引头光电平台伺服系统高精度,高频响,鲁棒性和可靠性的设计要求,提出并推导了一种基于幅相裕度参数整定的内模PID鲁棒控制的方法(IMC_PID).实际控制系统中,在速度环和电流环中应用所推导出的控制方法,并针对实际系统的特性需要,加入了前馈控制和超前环节.仿真和实验表明光电平台伺服系统具有很好的跟踪特性和抗干扰特性,可以很好的满足系统的各项控制指标.     

小型光电伺服转台的设计及误差分析

为实现目标的捕捉及精确跟踪,设计了一种小型光电伺服转台。根据系统指标对转台进行结构设计,通过试验数据对转台的方位和俯仰轴系误差进行分析。测试结果表明,结构设计完全满足系统指标要求。该转台结构布局合理,具有一定的创新性和实用性,可为同类产品设计提供借鉴。     

火控光电仪伺服系统的研制

以宽调速直流力矩电机为执行元件,光电平台为负载的火控仪伺服系统由供电、主电路、系统调节、伺服机构、智能控制器等模块组成.系统以智能功率模块(IPM)构成主电路,以TM320F240为控制核心组成高精度火控仪伺服系统.其控制系统包括电流环、速度环、系统捕获、目标跟踪等技术.实验表明该研制达到了预期目标,具有适用价值.     

计算机控制的2型遥测跟踪系统

白沙导弹靶场(WSMR)七种可移动式遥测采集系统(TTAS)作为主要遥测跟踪系统服务于WSMR已二十年之久。对原有模拟位置控制系统(天线锁源、伺服功率放大器、位置补偿)增加的维修费用与跟踪系统性能明显改善的潜力有关,但现代技术提供的自诊断能力导致了WSMR开展新设备研制工作,其目标是研制一种新的几乎是全数字的跟踪系统样机,来取代TTAS中老的模拟控制系统。一种现代的圆锥扫描馈源取代了原有的单脉冲馈源,脉宽调制功率放大器取代了原来使用的可控硅整流器,基于VME总线,使用实时操作系统的计算机取代了模拟补偿和系统的全部控制。文中,在概述跟踪系统样机之后,采用根轨迹、计算机仿真,而且从实际跟踪系统出发,采用为计算机控制器开发的伺服测试软件来描述为跟踪系统样机而开发的新位置控制算法结果。为了比较,介绍了用计算机仿真研究老式模拟系统的结果。也介绍了TTAS中遇到的直接影响位置控制的一些问题。为适应所有临界跟踪系统的非线性(功放饱和、电流限制、死区和控制输出饱和),所有跟踪状态(自动跟踪、手动、使用外部的引导数据),不同的操作带宽和系统所有可能的驱功输入而设计了新的位置控制算法。它使控制系统从1型变成了2型,改善了TTAS的动态能力。     

基于dSPACE平台的稳瞄控制系统建模方法研究

为提高机载光电稳瞄伺服控制系统分析与设计能力,提出一种基于dSPACE半实物仿真平台的稳瞄伺服控制系统速率稳定回路建模方法.该方法通过dSPACE对系统施加激励并采集信号,用最小二乘算法拟合系统频率特性,利用MATLAB辨识工具箱辨识出系统传递函数.对某机载光电稳瞄伺服控制系统,利用本方法获取对象模型并进行控制器设计,...     

基于FPGA 的交流伺服高精度反馈系统

利用FPGA高速并行处理的特点,设计了一种基于FPGA的交流伺服高精度反馈系统。给出了系统设计的总体思路,并设计实现了位置环、速度环和电流环反馈信息的高速高精度采集,将设计的系统应用于1 kW永磁同步电机交流伺服平台上进行试验。试验结果表明:该系统能克服DSP无法完成算法控制和反馈信息采集同时进行的缺陷,改善了反馈信息采集的实时性和精确度,有效地提高了交流伺服的带宽和总体性能。     

基于改进Elman网络的自适应预测函数控制

基于改进Elman网络的自适应预测函数控制算法，使用网络作被控对象的预测模型，按实际输入输出数据建立对象的网络预测模型(NPM)．当预测误差大于规定值时，在线修正对象数据NPM权值，使其准确反映对象的动态特性，将预测误差控制在规定范围．以电液伺服舵机为对象仿真，选择合适网络结构、权值初值和学习速率，自动修正网络权值以适应变化的被控对象，实现了快变过程的鲁棒控制．