電動(dòng)三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)是具有重要國(guó)防戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的半實(shí)物仿真設(shè)備,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真結(jié)果的逼真度。隨著航天航空工業(yè)和國(guó)防建設(shè)的不斷發(fā)展,對(duì)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的性能要求不斷提高。在此背景下,本文對(duì)三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)位置控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,該研究工作對(duì)于提高轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)的控制精度和動(dòng)態(tài)性能具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,使得無刷直流力矩電機(jī)的控制技術(shù)有了顯著提高,并且在許多高性能伺服控制場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用,從而為研制三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)提供

2、了技術(shù)上的可行性。據(jù)此,本文提出了采用無刷直流力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方案,并對(duì)電動(dòng)三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的進(jìn)行了相關(guān)研究。通過對(duì)三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)技術(shù)要求進(jìn)行分析,完成三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。根據(jù)無刷直流力矩電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特點(diǎn),確定了多閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并完成了控制系統(tǒng)的元器件設(shè)計(jì)。本文根據(jù)控制系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型,建立了三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為深入分析轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)性能奠定了基礎(chǔ)。通過對(duì)電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)計(jì),研究了PI

3、D控制策略。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分析了位置控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,詳細(xì)探討了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差對(duì)位置控制精度的影響。論文在數(shù)字PID控制方案的基礎(chǔ)上,引入微分前饋和干擾補(bǔ)償結(jié)構(gòu)形成復(fù)合控制系統(tǒng)。充分利用反饋和前饋的優(yōu)勢(shì),對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)位置控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究?；诓蛔冃栽矸治隽饲梆佌{(diào)節(jié)器,并給出調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,為三軸仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了的理論依據(jù)。在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上,對(duì)位置控制系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。通過測(cè)試驗(yàn)證了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行