《伺服控制及其應(yīng)用》PPT課件

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1、伺服控制及其應(yīng)用內(nèi)容提要伺服系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成應(yīng)用舉例LOS系統(tǒng)dSPACE應(yīng)用討論伺服系統(tǒng)什么是伺服控制狹義伺服控制隨動(dòng)控制抗擾動(dòng)控制廣義伺服控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)舉例－電機(jī)伺服控制、液壓伺服控制、其他領(lǐng)域－舵機(jī)、軋鋼、其他軍工－？系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型控制前向通道、單位反饋反饋控制反饋通道前饋控制前饋補(bǔ)償、改善動(dòng)態(tài)性內(nèi)?？刂颇Ｐ偷窒?、提高魯棒性系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成被控對(duì)象執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載傳感器反饋信號(hào)控制器模擬控制器、數(shù)字控制器系統(tǒng)組成被控對(duì)象電機(jī)電能機(jī)械能電磁閥液壓系統(tǒng)其他電磁線圈、加熱、壓電陶瓷軍工？系統(tǒng)組成電機(jī)分類直

2、流電機(jī)力矩電機(jī)－直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)－齒輪減速交流電機(jī)異步電機(jī)同步電機(jī)步進(jìn)電機(jī)無刷電機(jī)特殊電機(jī)直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)組成直流電機(jī)力矩電機(jī)力矩控制低速平穩(wěn)應(yīng)用－雷達(dá)天線伺服電機(jī)齒輪減速輸出力矩大應(yīng)用－舵機(jī)系統(tǒng)組成PWM電機(jī)控制雙極性控制50％占空比低速平穩(wěn)分辨率低單極性控制換向信號(hào)分辨率高空間矢量PWM三相、6線、死區(qū)系統(tǒng)組成傳感器位置傳感器光電碼盤，絕對(duì)、增量旋轉(zhuǎn)變壓器，單極、多級(jí)感應(yīng)同步器，霍爾傳感器，低精度速度傳感器位置傳感器差分測(cè)速發(fā)電機(jī)特殊傳感器陀螺儀，直線位移應(yīng)用舉例精密伺服控制航天領(lǐng)域慣性導(dǎo)航、天線、帆板控制

3、航空領(lǐng)域雷達(dá)天線、導(dǎo)引頭陸地領(lǐng)域火控系統(tǒng)航海領(lǐng)域減搖，測(cè)控系統(tǒng)LOS系統(tǒng)LOS應(yīng)用可見光間諜衛(wèi)星、白天測(cè)星、望遠(yuǎn)鏡、電視導(dǎo)引頭紅外預(yù)警衛(wèi)星、紅外夜視、低空導(dǎo)航、紅外導(dǎo)引頭微米波衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈、多普勒雷達(dá)、雷達(dá)導(dǎo)引頭激光激光測(cè)距、激光告警、激光武器LOS系統(tǒng)“鸚鵡螺”激光武器也稱戰(zhàn)術(shù)高能激光武器(THEL)，由激光器、指示追蹤、火控雷達(dá)和指揮中心四個(gè)主要部分組成。其指揮控制中心可同時(shí)追蹤15個(gè)目標(biāo)，激光束照射靶標(biāo)5秒鐘即可摧毀目標(biāo)，系統(tǒng)有效射程10公里，如果配以強(qiáng)大的電力支持，也可用于攻擊飛機(jī)。LOS系統(tǒng)2005年10月，洛

4、克希德·馬丁公司交付了飛行轉(zhuǎn)塔，它是機(jī)載激光器系統(tǒng)中的最后一個(gè)分系統(tǒng)，在幾乎兩年內(nèi)進(jìn)行了廣泛的改進(jìn)，運(yùn)抵愛德華茲空軍基地后開始裝到機(jī)載激光器飛機(jī)上。飛行轉(zhuǎn)塔是光速控制/火力控制系統(tǒng)(BCFC)的心臟，采用全套陣列的鏡面和光學(xué)裝置對(duì)大氣影響和飛行擾動(dòng)進(jìn)行修正，使高能激光束對(duì)準(zhǔn)、到達(dá)并聚集到助推階段的彈道導(dǎo)彈上。LOS系統(tǒng)系統(tǒng)組成有效載荷可見光、紅外、激光框架平臺(tái)2框架、4框架、5框架伺服系統(tǒng)電機(jī)伺服圖像系統(tǒng)目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤LOS系統(tǒng)視軸控制目的視軸穩(wěn)定相對(duì)于慣性系隔離運(yùn)動(dòng)抵抗擾動(dòng)多框架視軸跟蹤目標(biāo)跟蹤捕獲與跟蹤火控鉸鏈

5、LOS系統(tǒng)視軸控制原理視軸穩(wěn)定速度穩(wěn)定回路單位反饋控制精度40urad視軸跟蹤位置隨動(dòng)回路前饋控制精度100角秒“鸚鵡螺”激光武器也稱戰(zhàn)術(shù)高能激光武器(THEL)，由激光器、指示追蹤、火控雷達(dá)和指揮中心四個(gè)主要部分組成。其指揮控制中心可同時(shí)追蹤15個(gè)目標(biāo)，激光束照射靶標(biāo)5秒鐘即可摧毀目標(biāo)，系統(tǒng)有效射程10公里，如果配以強(qiáng)大的電力支持，也可用于攻擊飛機(jī)。LOS系統(tǒng)視軸控制傳感器視軸穩(wěn)定陀螺測(cè)速模擬量旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)速特殊模擬量視軸跟蹤圖像識(shí)別串行通訊旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)位置特殊模擬量LOS系統(tǒng)陀螺儀按控制量分角位置陀螺儀、角速率陀螺

6、儀按原理分機(jī)械陀螺儀：液浮、撓性、微機(jī)械、微硅光電陀螺儀：激光、光纖主要性能指標(biāo)長(zhǎng)期穩(wěn)定性°/h、短期穩(wěn)定性°/h、帶寬、噪聲、線性度、范圍、標(biāo)度因數(shù)等LOS系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)變壓器極對(duì)數(shù)單級(jí)、多級(jí)工作原理V=A*SIN(Wt)勵(lì)磁電源：1KHz、28V角位置解調(diào)濾波法、鑒相法旋變解調(diào)模塊LOS系統(tǒng)視軸控制執(zhí)行器力矩電機(jī)工作電壓28V堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩4N.mPWM控制PWM頻率20kHz雙極性50％功率級(jí)MOSFET20kHzPWM輸入50％LOS系統(tǒng)應(yīng)用案例陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定性能50μrad俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)角度+15°~-120°方位轉(zhuǎn)動(dòng)角

7、度360°連續(xù)最大轉(zhuǎn)動(dòng)速度60°/sec最大轉(zhuǎn)動(dòng)加速度200°/sec2LOS系統(tǒng)應(yīng)用案例物理參數(shù)工作溫度-15℃~+45℃濕度10~95%功率小于240W輸入電壓18~36VDC主體重量24.2Kg主體尺寸（ΦXH）400X590mmLOS系統(tǒng)應(yīng)用案例紅外熱像儀參數(shù)探測(cè)器類型量子阱焦平面，320×240視場(chǎng)角寬視場(chǎng)：18°×13.5°，窄視場(chǎng)：4°×3°空間分辨率寬視場(chǎng)：0.98mrad，窄視場(chǎng)：0.22mrad熱靈敏度<0.03℃電子變焦4倍數(shù)字?jǐn)?shù)字圖像全動(dòng)態(tài)14位圖像數(shù)據(jù)視場(chǎng)切換時(shí)間小于0.5秒聚焦自動(dòng)或手動(dòng)LO

8、S系統(tǒng)應(yīng)用案例數(shù)碼照像機(jī)參數(shù)傳感器類型CMOS像素1080萬存儲(chǔ)總量1GB視場(chǎng)角20°光圈自動(dòng)光圈控制聚焦方式自動(dòng)聚焦接口形式USB2.0討論