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4.1 稳定平台的控制类型. 19
4.1.1 开环系统.19
4.1.2 闭环系统.19
4.1.3 伺服平台控制系统的控制方案..20
4.2 数字式 PID控制方案. 20
4.2.1 PID 控制方式.. 21
4.2.2 稳定平台的增量式数字 PID控制算法. 25
4.2.3 稳定平台 PID控制的参数整定方法26
4.3 并联稳定平台伺服系统的模糊 PID 控制..26
4.4 本章小结..27
5 实验设计与分析. 28
5.1 一级平台静态实验..28
5.2 一级级平台动态实验.29
5.3 二级平台动态实验..29
5.4 二级平台动态实验..30
5.5 本章小结.31
结 论.. 32
致 谢.. 33
参考文献.. 34
1 绪论
1.1 研究背景及意义在日常生活，工业以及需要精度极高的军工产品中，要求某些设备能够稳定工作，尤为重要的是某些军工产品要求设备的运动不以载体提供的惯性系为参考。两级稳定平台可以保障设备与载体的工作环境不受载体的运动干扰。提供给精密机械设备未定的工作条件。两级稳定平台是一种基于Gough-Stewat 平台[1]的设计，基于平台基础的两级稳定平台整体包含了运动学结构设计，机械动力学设计，传感器技术以及运用。随着稳定平台技术的不断发展，制造精度更高，稳定性更强，通用化程度更高的平台成为了军工领域发展的必然需求。稳定平台的运用已经越来越广泛的运用于军工领域，尤其在军用摄像、观测领域中已经占据了不少的份额。现代战争中,主要作战力量是以高新技术支撑的电子战，无论是飞机航母，两级稳定平台可实现脱离舰艇所提供的惯性系条件使武器系统处于多自由度稳定控制,保证导弹武器系统在舰体运动和海浪干扰中随时处于待机发射状态,从而满足快速机动及任意点随机发射的要求[2]。民用方面，稳定平台最主要的运用方面在于摄影，随着稳定平台的不断发展，以及稳定平台自身的弱通用性，为了保证拍摄时手振等不确定因素导致拍摄画面失真，在对象机自身无法进一步改良的条件下，固定式、手持式稳定拍摄平台已经在市场中越来越被广泛的应用。性能良好的稳定平台可以提高拍摄效果，应用于航拍可以减少失真和取样数。同样，在导航定位系统中，为了确保天线稳定的接收信号，稳定系统是很有必要的。车载或者船舶的移动卫星通信设备，消防救援和救灾设备，环境监测仪器设备等，也都应用到了稳定平台技术。此外，稳定平台也可用于船舶直升机起降平台，大型船舶上的手术室等。所以，在多种行业及领域中，稳定平台有着重要的应用，并且在军事和民用领域都起到了举足轻重的作用[3]。
1.2 国内外研究现状总体来说我国的对稳定平台的研究起步较晚，层次较低，水平较落后，有很大的发展前景。稳定平台最早在上个世纪早 40年代被应用于火炮发射稳定支架，二十世纪 60年代我过一时到稳定平台的重要作用并着手开始研究，并且在 80 年代将该技术应用于火炮的瞄准系统，随着技术水平的不断改进这一技术正在被广泛的应用于海陆空三军，大到飞机舰艇的炮台稳定机械装置， 小到单兵作战的枪械瞄准稳定平台。 从国际上来说，上个世纪 90 年代以后，稳定平台被更广泛的应用于各类军工领域，我国相对于国外的研究还显滞后，差距较大。稳定平台是一项系统性工程，涉及范围较广，既要求根据产品需要对整体机械结构进行构架，又要利用传感器对载体运动学信息采集，数据分析处理后反馈给动力系统驱动整个平台保持稳定。因为其通用性较弱，所以在设计平台时要从载体、干扰的频率，以及平台所需达到的精度要求设计。在国外,稳定平台最早用于手持式望远镜和瞄准具中。现今主要在火炮导弹的发射系统以及航天器的拍摄系统中应用较为广泛。表 1.1 国外各稳定平台介绍产品型号 产地 结构 旋转方位 俯仰范围 稳定精度ESP-600C 以色列 两轴三框架 360°*N 15 ~ 110 - 15µradMOSP 以色列 两轴四框架 360°*N 15 ~ 115 - 25µradESP-1H 以色列 两轴 360°*N 10 ~ 110 - 50µradCOMPPASS 以色列 两轴四框架 360°*N 35 ~ 85 - 20µradSkyballSA-144/18美国 两框架 360°*N 8 ~ 75 - 35µrad维吉105 法国 两轴 30 ~ 30 - 10 ~ 10 - 0.1µrad14QS 加拿大 四框架 360°*N 90 ~ 120 - 35µradCaelle-Torinese 意大利 两轴 360 ~ 0 0 ~ 360 - 0.4µrad其中，其中以色列的ESP-600C型和 MOSP 型稳定平台应用了三框架和四框架的两轴稳定结构,这也是国际较为领先的机载平台。八十年代起， 国内开始对稳定平台对于瞄具中的应用做研究,九十年代初国内稳定平台的研究工作正式步入正轨。到目前为止，我国许多机构、院校、工厂都参与了关于稳定平台的研发与改进工作并且已经取得了相当可喜的进展。