高頻角振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、高頻角振動(dòng)臺(tái)主要用于對(duì)陀螺動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，特別是頻帶特性測(cè)試，此外角振動(dòng)又是引起慣性器件加速度誤差和陀螺漂移變化的重要原因。由于MEMS等陀螺頻帶相對(duì)較寬，就要求角振動(dòng)臺(tái)具有良好的動(dòng)態(tài)跟蹤性能，尤其是對(duì)高頻信號(hào)的跟蹤能力。本文以單軸角振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為背景，根據(jù)角振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)的實(shí)際需求，完成了以DSP和FPGA為核心控制器的軟硬件設(shè)計(jì)，并針對(duì)整個(gè)角振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過(guò)對(duì)對(duì)象的模型分析，設(shè)計(jì)了以自抗擾控制為核心的控制算法，并在D

2、SP內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制算法移植，最后在某轉(zhuǎn)臺(tái)上，對(duì)控制器以及控制算法進(jìn)行了調(diào)試。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　對(duì)角振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)制建立完整的數(shù)學(xué)模型，分析了帶驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，此外還考慮到本轉(zhuǎn)臺(tái)高頻響的特性，將諧振因素考慮進(jìn)去，并且從負(fù)載變化的角度，分析系統(tǒng)固有頻率的變化情況，最終確立了包括轉(zhuǎn)臺(tái)固有頻率的角振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的完整數(shù)學(xué)模型，為后面控制算法的設(shè)計(jì)和諧振的抑制作了奠定。
　　針對(duì)角振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用自抗擾控制為核心的控

3、制算法，并設(shè)計(jì)了基于自抗擾控制的速度環(huán)和位置環(huán)兩種閉環(huán)控制，對(duì)于速度環(huán)，分析了自抗擾對(duì)諧振和阻尼變動(dòng)的情況的抑制能力，并與PID加限波器進(jìn)行對(duì)比，仿真驗(yàn)證了自抗擾控制的魯棒性和優(yōu)越性，對(duì)于位置環(huán)，建立一階自抗擾控制算法，考慮了力矩?cái)_動(dòng)情況下，自抗擾控制對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)的抑制能力，并與PID進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了位置環(huán)自抗擾控制算法設(shè)計(jì)的優(yōu)越和良好的控制性能。
　　根據(jù)角振動(dòng)臺(tái)控制器的功能需求，設(shè)計(jì)出以DSP和FPGA為控制核心多層電路板，并將