基于運(yùn)動(dòng)載體的平臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、當(dāng)船舶在海上航行時(shí)，由于海浪的作用，船舶會(huì)出現(xiàn)搖擺運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致船舶上的精密設(shè)備不能正常工作。水平穩(wěn)定平臺(tái)的主要功能是消除基座搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響，保持被穩(wěn)定物體的安裝臺(tái)面與當(dāng)?shù)厮矫嫫叫校瑸樵O(shè)備提供穩(wěn)定的工作臺(tái)面。所以研究水平穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定控制具有重要的理論與實(shí)際意義。 本文以六自由度運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定平臺(tái)作為研究對(duì)象，其中三軸轉(zhuǎn)臺(tái)用來(lái)模擬船舶在海浪中的搖擺以及轉(zhuǎn)首運(yùn)動(dòng)；三軸平臺(tái)用來(lái)實(shí)現(xiàn)跟蹤和穩(wěn)定的功能，平臺(tái)外框的作用是跟蹤空中運(yùn)動(dòng)的物體，

2、平臺(tái)的中框和內(nèi)框的作用是實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)框面與水平面水平。 水平穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定控制方法主要有兩種，一種是利用陀螺作為測(cè)角元件，感測(cè)平面兩框繞平臺(tái)中框軸和內(nèi)框軸的兩個(gè)偏角，然后把這兩個(gè)偏角信號(hào)作為反饋信號(hào)分別控制平臺(tái)繞內(nèi)框軸和中框軸反向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的水平穩(wěn)定。本文詳細(xì)分析了該控制方案的工作原理，建立了直流力矩電機(jī)和撓性陀螺儀的數(shù)學(xué)模型，并且分析了陀螺儀的運(yùn)動(dòng)特性。利用力矩反饋法測(cè)得一組陀螺隨機(jī)漂移數(shù)據(jù)，采用時(shí)間序列建模的方法，建立了陀

3、螺隨機(jī)漂移誤差的數(shù)學(xué)模型和狀態(tài)空間方程，最后利用卡爾曼濾波對(duì)陀螺隨機(jī)漂移誤差進(jìn)行了處理。通過(guò)仿真驗(yàn)證了，采用此種方法處理陀螺隨機(jī)漂移誤差是有效的，能夠起到誤差補(bǔ)償?shù)淖饔谩?隨著計(jì)算機(jī)性能和技術(shù)的發(fā)展，另一種控制方案，也得到了廣泛應(yīng)用。這種控制方案是采用計(jì)算機(jī)解算的方法實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的水平穩(wěn)定，它主要是以感應(yīng)器件感測(cè)出運(yùn)動(dòng)載體的空間三坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的位置、速度和平臺(tái)繞外框軸的轉(zhuǎn)角信號(hào)作為計(jì)算機(jī)解算模塊的輸入信號(hào)，根據(jù)解算算法，計(jì)算出平臺(tái)