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本文以四轴稳定平台控制为研究背景,针对系统控制精度高和响应速度快的特点和要求,综合运用系统设计、理论分析、实验论证等方法,对平台系统进行了总体设计,并对其伺服控制系统进行了重点研究。 所研制的稳定平台为一套高精度的实验装置,包括稳定台和摇摆台两部分:稳定台要在隔离载体扰动、保持稳定的同时执行定位功能,是论文的主要研究对象;摇摆台能够模拟多种载体扰动姿态,用于提供稳定平台抗扰动能力的测试基准。系统以PMAC运动控制卡为核心控制器,采用工控机和PMAC卡联合控制的方案,提高了系统的集成度和运算速度。 论文首先介绍了稳定平台系统的研究背景和国内外发展现状,探讨了课题研究的一些重点问题;根据稳定平台的功能需求设计了平台的机械结构,按照技术指标完成了系统主要部件的选型,围绕PMAC运动控制卡进行了伺服控制系统的硬件设计,在此基础上设计了系统的上位机软件和底层软件。 为提高系统的控制性能,在传统PID控制算法的基础上引入了模糊自适应PID算法,并在PMAC运动控制卡上得到了实现。最后对载体扰动引起的摩擦影响进行了理论分析和研究,引入干扰观测器实现了对摩擦的部分补偿。大量实验结果表明所设计的平台系统达到了性能指标的要求,验证了系统设计方案的正确性和控制算法的有效性,为研制高精度稳定平台提供了理论依据,具有较高的工程价值。