三軸轉(zhuǎn)臺控制系統(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，同樣對慣性元件精度的要求也逐漸變高。與此同時，作為慣性元件的測試平臺，轉(zhuǎn)臺精度也日益提高。本文主要以三軸轉(zhuǎn)臺為研究對象，針對存在耦合的數(shù)學(xué)模型，提出三軸轉(zhuǎn)臺的解耦方法，并在解耦的基礎(chǔ)上對三軸轉(zhuǎn)臺控制算法及相關(guān)性能進(jìn)行探究。
　　首先建立三軸轉(zhuǎn)臺的數(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)臺存在動力學(xué)耦合的綜合狀態(tài)方程，并對轉(zhuǎn)臺模型進(jìn)行仿真，驗證框架間耦合的存在性。通過靜態(tài)辨識方法分別進(jìn)行主對角線辨識和定位角辨識，并得到轉(zhuǎn)臺慣量矩陣。之后對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，并針對前一種解耦方法進(jìn)行仿真，驗證解耦算法的有效性。
　　然后對時變滑模變結(jié)構(gòu)控制進(jìn)行研究。針對干擾對轉(zhuǎn)臺性能影響問題，設(shè)計了時變滑模控制器，且進(jìn)行了收斂性證明。之后比較了時變滑模與傳統(tǒng)滑模對系統(tǒng)性能的影響

3、以及在消除抖振方面作用。為進(jìn)一步比較時變滑模與傳統(tǒng)滑模對系統(tǒng)跟蹤性能影響，采用階躍信號與正弦信號下進(jìn)行仿真驗證。
　　最后對時變滑?？刂扑惴ㄟM(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)誤差滿足一個極小值時，停止迭代控制，切換到滑?？刂?。雖然迭代學(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