斜軸穩(wěn)定平臺運動系統(tǒng)設計.pdf

1、穩(wěn)定平臺系統(tǒng)是具有重要國防戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值的實物設備，其性能的優(yōu)劣直接關系到雷達搜索目標的準確度。隨著科技的不斷發(fā)展，對船舶用穩(wěn)定平臺的性能要求不斷提高。在此背景下，本文對基于“斜軸式”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定平臺進行了結(jié)構(gòu)設計、運動建模和運動學、速度、加速度分析，并對位置控制系統(tǒng)進行了研究，這種新穎形式的穩(wěn)定平臺系統(tǒng)對船載雷達掃描目標具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　在對“并聯(lián)式”、“十字軸式”和“斜軸式”的結(jié)構(gòu)進行了分析比較之后，本文選用了“

2、斜軸式”結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)采用了電流—速度—位置式的位置隨動系統(tǒng)。隨著電力電子技術的不斷進步，使得無刷直流力矩電機的控制技術有了顯著提高，并且在許多高性能伺服控制場合得到廣泛的應用，從而為研制穩(wěn)定平臺提供了技術上的可行性。據(jù)此，本文提出了采用無刷直流力矩電機驅(qū)動的方案，并對斜軸穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的進行了相關研究。
　　通過對斜軸穩(wěn)定平臺系統(tǒng)技術要求進行分析，完成斜軸穩(wěn)定平臺系統(tǒng)總體設計。根據(jù)D-H參數(shù)法進行模型坐標系的建立及各個坐標系間的旋

3、轉(zhuǎn)變換矩陣的表示，在此基礎上進行了運動學的分析，并對關節(jié)的操作空間、關節(jié)空間、速度和加速度以及首搖角進行了計算，從而驗證了方案的可行性并為后期的控制系統(tǒng)研究提供了理論依據(jù)。
　　建立了斜軸穩(wěn)定平臺位置控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，為深入分析穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)性能奠定了基礎。通過對電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)設計，研究了PID控制策略。在數(shù)學模型的基礎上，分析了位置控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，詳細探討了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差對位置控制精度的影響。