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稳定平台具有稳定和跟踪两大功能,即隔离载体扰动,使负载保持稳定,并且快速跟踪运动目标。运动控制器是稳定平台的控制中心,其性能的好坏直接关系到稳定平台的控制效果。本文从硬件、软件和控制算法三方面重点阐述了稳定平台运动控制器的研制过程。主要研究成果为:
以TMS320F2812作为中央处理器,实现了稳定平台的高精度控制,通过抗干扰措施,克服了电机驱动器对控制器的干扰,提高了控制器的稳定性;
制定了稳定可靠的通信协议,通过高速的USB2.0接口和上位机进行通信,解决了控制的快速性和数据传输的实时性之间的矛盾,运用定点运算器的小数定标设计和FIR滤波算法,解决了光纤陀螺输出信号噪声对稳定平台系统精度的影响;
进行了稳定平台的误差分析研究,根据误差分析结果,设计了速度、位置双闭环复合控制系统,针对速度环的特点和平台摩擦扰动问题,提出了分段PID控制和摩擦补偿控制算法,根据位置环的特点,设计了积分分离PID控制和模糊PID自整定控制算法。
实验证明,所设计的稳定平台运动控制器达到了预期的设计目标,系统具有良好的动态、稳态性能和良好的隔离度。