云臺(tái)的主動(dòng)減振控制系統(tǒng)研究.pdf

1、分類號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：11845學(xué)號(hào)：2111204048廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)云臺(tái)的主動(dòng)減振控制系統(tǒng)研究李石金指導(dǎo)教師姓名、職稱：塞堊男副熬握摘要摘要視覺跟蹤定位技術(shù)是船舶跟蹤與三維定位技術(shù)中的一個(gè)分支，該技術(shù)常采用攝像機(jī)作為圖像采集模塊，將實(shí)時(shí)的位置信息反饋到跟蹤定位系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)算處理。但由于輪船發(fā)動(dòng)機(jī)以及艦載裝置等振源會(huì)對(duì)船體造成振動(dòng)，從而導(dǎo)致跟蹤定位攝像機(jī)視軸的不穩(wěn)定，因此，為確保視覺跟蹤與定位的有效性和

2、準(zhǔn)確性，必須開發(fā)具有減振功能的云臺(tái)(云臺(tái)是安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備)。本文基于主動(dòng)減振技術(shù)設(shè)計(jì)的云臺(tái)可以衰減輪船發(fā)動(dòng)機(jī)以及其他艦載裝置造成的振動(dòng)，從而穩(wěn)定攝像機(jī)視軸，確保所拍攝圖像的清晰度。本文的主要工作如下：1首先介紹了主動(dòng)減振技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并通過各種減振技術(shù)的對(duì)比論證了云臺(tái)的主動(dòng)減振控制系統(tǒng)在視覺跟蹤與定位技術(shù)領(lǐng)域的可行性和應(yīng)用前景。2研究了主流減振器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(包括被動(dòng)減振和主動(dòng)減振)，通過對(duì)比軟式主動(dòng)減振器和硬式主動(dòng)減振器的

3、優(yōu)缺點(diǎn)，并考慮到海上環(huán)境的復(fù)雜性(海面風(fēng)浪的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)云臺(tái)系統(tǒng)造成水平向的擾動(dòng))，最終選取了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、支撐剛度強(qiáng)以及抗水平擾動(dòng)能力優(yōu)越的硬式主動(dòng)減振器方案。3對(duì)目前的主流減振控制算法進(jìn)行了對(duì)比和分析，其中PID控制方法的特點(diǎn)是不依賴于模型的精確性，并且參數(shù)的設(shè)計(jì)與整定都有成熟的方法，它在控制有效性、穩(wěn)定性以及準(zhǔn)確性方面都具有一定優(yōu)勢(shì)，而模糊PID控制方法在此基礎(chǔ)上，通過在線整定PID控制方法的三個(gè)參數(shù)，進(jìn)一步的加強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。此外，考

4、慮到云臺(tái)主動(dòng)減振控制系統(tǒng)建模的復(fù)雜性，本文從所列算法中選擇了不依賴于精確模型的PID控制算法和模糊PID控制算法作為仿真算法進(jìn)行減振效果對(duì)比。4搭建單軸隔振模型，使用軟件Matlab2007編寫m文件進(jìn)行減振算法仿真，首先通過整定控制算法的各個(gè)初始參數(shù)，然后給定不同形式、不同頻率的振動(dòng)信號(hào)干擾進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明了模糊PI控制算法的減振效果更為明顯，減振性能更符合本課題的需求。5依據(jù)單軸模型的仿真效果對(duì)比和云臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用背景，選取振動(dòng)