| 【中文题名】 | 某型电动飞行仿真转台的建模、控制与仿真 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 兵器发射理论与技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-5-23 |
| 【中关键词】 | 电动转台,数学模型,Stribeck摩擦模型,PID控制,仿真, |
| 【英关键词】 | electric-driven turntable,Mathematical Model,Stribeck friction model,PID algorithm,Simulation, |
| 【分类导航】 | 航空、航天>航空>基础理论及试验>航空器地面试验>各种试验设备和仪器> |
| 【论文摘要】 | 半实物仿真试验系统以其良好的可控性、安全性以及不受场地限制等优点在航空航天装备型号的研制中扮演着重要的角色。飞行仿真转台做为半实物仿真系统中的关键设备之一，其性能的优劣直接关系到仿真试验的可靠性和置信度，因此，研制性能优良、运行稳定的飞行仿真转台是提高地面仿真试验能力的关键。本文是以“某型半实物仿真实验系统”项目中的三轴电动飞行仿真转台(简称“转台”)为研究对象展开工作的，论文以工程实践为背景，着眼于转台的总体设计、系统建模和控制仿真进行了研究，最后对主要控制元件的选型方法进行了探讨。
论文首先详细介绍了电动转台的总体结构和控制系统组成，在此基础上，根据系统的性能要求，论文针对转台各个组成部分进行了数学建模，再通过适当简化和参数整定，得到转台系统总体数学模型。转台系统总体数学模型的得出对于转台性能的研究具有十分重要的意义，它是计算机仿真与性能分析的基础。
接着论文根据得到的被控对象数学模型设计了PID控制调节器，对转台性能进行了研究，构建了基于MATLAB的仿真模型并进行了仿真。仿真过程中，通过不断调整控制参数，使得仿真结果较好的满足了转台的性能要求。
由于低速平稳性... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-8 |
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第一章 绪论 |
8-14 |
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1.1 课题背景 |
8 |
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1.2 研制概况 |
8-11 |
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1.2.1 国外研究概况 |
9-10 |
|
1.2.2 国内研究概况 |
10-11 |
|
1.3 系统概述 |
11-13 |
|
1.3.1 总体结构 |
11-12 |
|
1.3.2 基本功能 |
12 |
|
1.3.3 工作模式 |
12-13 |
|
1.4 内容安排 |
13-14 |
|
第二章 总体技术 |
14-27 |
|
2.1 总体组成 |
14-22 |
|
2.1.1 机械结构 |
15-16 |
|
2.1.2 电控部分 |
16-22 |
|
2.1.3 逻辑控制 |
22 |
|
2.2 控制技术 |
22-25 |
|
2.2.1 控制方法 |
23-24 |
|
2.2.2 控制回路及其工作原理 |
24-25 |
|
2.3 性能指标 |
25-26 |
|
2.4 本章小结 |
26-27 |
|
第三章 系统建模 |
27-42 |
|
3.1 主要控制元件数学模型 |
27-32 |
|
3.1.1 直流力矩电机数学模型 |
27-29 |
|
3.1.2 测角元件数学模型 |
29-30 |
|
3.1.3 测速电机数学模型 |
30-31 |
|
3.1.4 PWM脉宽调制功率放大器数学模型 |
31 |
|
3.1.5 反馈滤波及给定滤波环节 |
31-32 |
|
3.2 伺服系统数学模型及参数整定 |
32-41 |
|
3.2.1 电流环分析 |
33-37 |
|
3.2.2 转速环分析 |
37-40 |
|
3.2.3 位置环分析 |
40-41 |
|
3.3 本章小结 |
41-42 |
|
第四章 系统 PID仿真与分析 |
42-53 |
|
4.1 控制系统 PID设计 |
42-45 |
|
4.1.1 常用 PID控制算法 |
42-44 |
|
4.1.2 复合控制 |
44-45 |
|
4.2 转台控制系统 PID仿真分析 |
45-50 |
|
4.2.1 电流环、转速环抗干扰仿真分析 |
46-47 |
|
4.2.2 位置环跟踪仿真分析 |
47-50 |
|
4.3 频率响应测试分析 |
50-51 |
|
4.4 本章小节 |
51-53 |
|
第五章 低速性能研究 |
53-68 |
|
5.1 影响系统低速性能的因素 |
53-54 |
|
5.2 摩擦过程及常用模型 |
54-57 |
|
5.2.1 摩擦的动态过程 |
54-55 |
|
5.2.2 常用摩擦模型 |
55-57 |
|
5.3 摩擦对伺服系统低速性能的影响及改善方法 |
57-59 |
|
5.3.1 影响分析 |
57-58 |
|
5.3.2 改善转台系统低速性能的方法 |
58-59 |
|
5.4 基于 Stribeck摩擦模型的仿真分析 |
59-67 |
|
5.4.1 摩擦模型的 Simulink实现 |
60 |
|
5.4.2 仿真分析 |
60-67 |
|
5.4.3 结论总结 |
67 |
|
5.5 本章小结 |
67-68 |
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第六章 讨论与分析 |
68-83 |
|
6.1 总体方案讨论 |
68-70 |
|
6.1.1 “位置──转速──电流”三环结构系统 |
68-69 |
|
6.1.2 位置单环结构系统 |
69 |
|
6.1.3 “位置──电流/速度”结构系统 |
69-70 |
|
6.2 重要控制测量元件选型分析 |
70-79 |
|
6.2.1 执行电机 |
70-75 |
|
6.2.2 功率放大器 |
75-77 |
|
6.2.3 传感器 |
77-79 |
|
6.3 故障及其保护 |
79-82 |
|
6.3.1 故障及其分类 |
79-80 |
|
6.3.2 故障诊断、检测与保护 |
80-82 |
|
6.4 本章小节 |
82-83 |
|
结束语 |
83-85 |
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参考文献 |
85-88 |
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硕士期间发表学术论文情况 |
88-89 |
|
致谢 |
89-90 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.96955 |
