MATLAB动中通伺服系统控制算法分析与研究

设计了一种基于陀螺稳定平台的模糊PID控制算法。这种控制算法不仅具有准确性高,构成简单,操作简便等常规PID控制算法也同样用哟普的的优点。


摘要:动中通伺服系统虽然兴起的时间并不长,但是发展迅速,被广泛应用在车载、船载、机载等军事领域、工业领域、民用领域。本文以实际的动中通系统为例,主要针对陀螺稳定平台的稳定控制算法等关键技术,进行了数学建模和调试分析。

  本文首先对动中通伺服系统在国内外的发展现状进行了介绍,并研究了陀螺平台的基本组成结构,分析了稳定平台的基本原理。然后通过实际案例对陀螺稳定平台进行了数学建模,再通过MATLAB对速率稳定环进行仿真。接着对经典PID控制算法和模糊PID控制算法这两种稳定算法进行了初步研究,并通过使用软件MATLAB用这两种算法对稳定平台进行了仿真。最后经过一系列simulink的仿真和研究,验证了模糊PID控制算法在各个方面都比经典PID控制算法更加优异。

关键词:动中通 陀螺稳定平台 控制算法 仿真 MATLAB

毕业设计说明书外文摘要

Title  Analysis and Research on Control Algorithm of Servo System on the move                                          

Abstract: Although the development of the servo system is not long, but the rapid development, is widely used in the car, ship, airborne and other military fields, industrial areas, civilian areas. In this paper, the actual dynamic system as an example, mainly for gyro stable platform stability control algorithm and other key technologies, the mathematical modeling and debugging analysis.

  In this paper, the development of the servo system at home and abroad is introduced, and the basic structure of the gyro platform is studied, and the basic principle of the stable platform is analyzed. Then, the mathematical model of the gyro stabilization platform is simulated by the practical case, and the speed stabilization ring is simulated by MATLAB. Then, the classical PID control algorithm and the fuzzy PID control algorithm are studied. The stability of the platform is simulated by using MATLAB. Finally, through a series of simulink simulation and research, it is verified that the fuzzy PID control algorithm is superior to the classical PID control algorithm in all aspects.

Keywords:Communication on the move,Gyro stable platform,control algorithm,simulation,MATLAB

目   次

1  引言 1

1.1  研究背景及意义 1

1.2  国内外发展现状 1

1.3算法研究情况 2

1.4总结 3

2  陀螺稳定平台稳定原理 4

2.1  陀螺稳定原理分析与设计 4

2.2  影响稳定平台的因素 5

2.3  陀螺稳定平台总体结构 6

3  陀螺稳定平台速率环数学模型的建立 7

3.1  平台负载及直流力矩电机建模 7

3.2  陀螺数学模型 8

3.3  速率稳定环的数学模型 9

4  稳定平台控制算法研究 11

4.1   常规 PID 控制算法 11

4.2  变参数自调节模糊 - PID 控制 12

5  稳定算法的仿真调试 14

5.1  PID控制算法 14

5.2  模糊-PID控制算法 15

5.3  两种算法仿真结果的比较 16

结  论 18

致  谢 19

参 考 文 献 20

1  引言

   移动卫星通讯系统的主要参考在于平台的稳定性能和对信号的跟踪性能。对载体比如车体在行进过程中造成扰动的同时,还能确保天线始终能够比较精准的指向移动卫星,并能进行持续而且比较稳定的通信,这种技术就是所谓的动中通伺服控制系统。动中通伺服控制系统系统,一般是采用陀螺稳定平台,是使载体在行进过程中依旧保持比较好的通讯效果的重中之重。

载体比如车体在行进过程中,由于外界复杂的路况,会因为道路颠簸堵塞等原因而不停地抖动,而使天线不能一直非常精准的指向卫星,从而使载体不能进行持续而且比较稳定的卫星通讯。所以通过对载体安装稳定平台使载体不受到路况引起的抖动的影响,而使天线能够一直比较精准的指向卫星,保持持续而稳定的卫星通信,便成为了移动卫星通讯系统的首先要解决的问题。这个稳定是指载体载体在行进的过程中,载体不受到路况引起的抖动的影响,相对于移动卫星相对稳定,能够一直比较精准的指向卫星。