三軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展、慣導(dǎo)系統(tǒng)地位不斷提升，同樣對(duì)慣性元件精度的要求也逐漸變高。與此同時(shí)，作為慣性元件的測試平臺(tái)，轉(zhuǎn)臺(tái)精度也日益提高。本文主要以三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為研究對(duì)象，針對(duì)存在耦合的數(shù)學(xué)模型，提出三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的解耦方法，并在解耦的基礎(chǔ)上對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制算法及相關(guān)性能進(jìn)行探究。
　　首先建立三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型。建立無刷電機(jī)數(shù)學(xué)模型并得到電機(jī)系統(tǒng)簡化形式。分別推算內(nèi)、中、外各自框架的單獨(dú)模型，并利用力矩的相互作用為樞紐，將內(nèi)、中、外框架的數(shù)學(xué)

2、模型聯(lián)系在一起，得到三軸轉(zhuǎn)臺(tái)存在動(dòng)力學(xué)耦合的綜合狀態(tài)方程，并對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)模型進(jìn)行仿真，驗(yàn)證框架間耦合的存在性。通過靜態(tài)辨識(shí)方法分別進(jìn)行主對(duì)角線辨識(shí)和定位角辨識(shí)，并得到轉(zhuǎn)臺(tái)慣量矩陣。之后對(duì)非線性反饋解耦和基于李導(dǎo)數(shù)解耦算法進(jìn)行推導(dǎo)研究，并針對(duì)前一種解耦方法進(jìn)行仿真，驗(yàn)證解耦算法的有效性。
　　然后對(duì)時(shí)變滑模變結(jié)構(gòu)控制進(jìn)行研究。針對(duì)干擾對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)性能影響問題，設(shè)計(jì)了時(shí)變滑?？刂破?，且進(jìn)行了收斂性證明。之后比較了時(shí)變滑模與傳統(tǒng)滑模對(duì)系統(tǒng)性能的影響

3、以及在消除抖振方面作用。為進(jìn)一步比較時(shí)變滑模與傳統(tǒng)滑模對(duì)系統(tǒng)跟蹤性能影響，采用階躍信號(hào)與正弦信號(hào)下進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　最后對(duì)時(shí)變滑模控制算法進(jìn)行優(yōu)化，研究迭代學(xué)習(xí)控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)中的優(yōu)化作用。在起始周期振蕩階段，系統(tǒng)采用迭代控制，使系統(tǒng)誤差不斷減小，且收斂；當(dāng)誤差滿足一個(gè)極小值時(shí)，停止迭代控制，切換到滑?？刂啤ｋm然迭代學(xué)習(xí)控制在軌跡跟蹤上具有較好的效果，但其存在明顯的缺點(diǎn)是學(xué)習(xí)速度慢、迭代次數(shù)多等。隨后，引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，利用