三轴转台控制系统校正与仿真设计

辉
葫芦 岛 １５ ０ ） ２ ０ １
摘
要
做为一种用于特定研究 目的的试验和测量系统 ， 三轴转 台存在着 内部和外部各种各样 的误差 因素。文章针对
主要误差源之一的三轴 转台控制系统进行 校正 ， 并对校正后 的系统做计算机仿真 ， 有效提高 了系统精度 ， 满足 了模拟试验需
求。
关键词
ｔ ｅｗｏ ｋ ｒ ｑ ｉｅ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｕｒｍ ｎ． Ｋｅ ｏ ｄ ｔ ｒ ｅ ａ ｉ ｕ ｎ ａ ｌ ，ｃ ｎ ｒ １ｓ ｓ ｅ ，ｃ ｍｐ ｔ ｒｅ ｌｔ ｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｈ ｅ － ｘ ｓ ｔ ｒ ｔ ｂ ｅ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔｍ ｏ ｕ ｅ ｍｕ ａ ｉ ｏ Ｃｌｓ ｍ ｂ ｒ ＴＰ１ ａ ｓ Ｎｌ ｅ ３
ｇ／ 为 电气 时间常 数 。 ｒ 转 台伺 服 系 统 的 被 控 对 象 比较 复 杂 ， 果 把 如 诸如摩 擦 、 力矩 干 扰 等 对 控 制 不 利 的 问 题 都 集 中 到位 置 环 来解 决 ， 很 难 实 现 要 求 的性 能 指 标 。 则
＊
收 稿 日期 ：０ ９年 １ ２０ ２月 １ ７日， 回 日期 ：０ ０ １月 ２ 日 修 ２１年 ０
响应输人信号的快速性 ， 提高系统 的频带宽度， 可
以加快 系统 的响应 速度 ； 对 数字 测角装 置应 有 足够快 的反 应 速度 ， 并对
其 中 一 （ ） （ ｒ・ ／ Ｋ ・ ） Ｋ 为机 电时 间常数 ， 一
采取相 应措施 尽 可能 的消 除各类 误 差 源 ， 进 行模 是 拟试验研 究过 程 中十分 重要 的环 节 ， 于提 高 转 台 对 精 度具 有十分 重要 的意 义 。 通 过分 析三轴 转 台 的结 构原 理 ， 并经 过 具 体 的
ＤｕＨ ｕ ｉ
（ ｉ ９ ，Ｎｏ ９ ９ １Ｔｒ ｏ ｓｏ Ａ ，Ｈｕｕ ａ １ ５ ０ ） Ｕｎｔ ５ ． ２ ４ ｏ ｐ ｆＰＬ ｌｄ ｏ ２ ０ １
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｓａｋｎ ｆｔｓ ｎ ｅｓ ｒ ｑ ｉｍｅ ｔｆ ｒｓ ｅ ｉｌｒｓ ａｃ ｓ ｒｃ ｉｄｏ ｅ ｔ ｄｍ ａ ｕ ｅｅ ｕｐ ｎ ｏ ｐ ｃａ ｅ ｅ ｒｈ，ｔ ｅｅａｅｖ ｒ ｓｉｎ ｒａ ｄｏ ｔｒｅｒｆｃｏ ｓｉ ａ ｈ ｒ ｒ ａ ｉｕ ｎ ｅ ｎ ｕｅ ｒ ａ ｔｒ ｎ ｏ
ｓ ｓｅ ｉ ｆｃｉｅｙｉ ｐｏ ｅ ｈ ｏ ｇ ｏ ｕ ｅ ｍｕａｉｎｆ ｒｔ ｅｃ ｒｅ ｔｄｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍｍ ｅｅ ｔ ｌ ｒ ｖ ｄ ｔｒ ｕ ｈ ｃ ｍｐ ｔｒｅ ｌｔ ｏ ｈ ｏ ｒｃｅ ｏ ｔｏ ｓｅ ｓ ｖ ｍ ｏ ｓ ｅｔｒｅａ ｉ ｕ ｎ ａ ｌ ａｉ ｉ ｓｅ
了模拟 试验 需求 。
等信息 ， 录取 被试 装 备 摇 摆 角 信 息 ， 理 出被 试 并 处 装备 摇摆 角误 差 ， 主要用 于保 障新 型 导航 装 备鉴 定 试验 和天 文测 量设备 等 的标校 、 度 检测 及模 拟 训 精
练等。
２ 三轴 台控 制 系统 的校 正
根据 选用 电机 的参 数 ， 用常 用 的直 流无 刷 电 采
机 的带 载模 型 ， 其传 递 函数如 下 ：
Ｗ （ 一 Ｓ） Ｋ Ｕ （ （ ｓ １ ・（ ｅ＋ １ Ｓ） ＋ ） ｒＳ ）
作为一 个用 于特 定 研 究 目的 的试 验 和 测 量 系 统， 三轴转 台存 在着 内部 和外部 各 种各 样 的误 差 因
素 。深入研 究 和分 析 系 统 中 内在 和 外 在 的 误 差 因 素及其 关 系 ， 出影 响试 验 结果 的 主要 误 差 源 ， 找 并
ｔｒｅａ ｉ ｔｒｔｂｅ ｈ ａｅ ｏｒｓｓ ｈ ｏ ｔｏ ｓｓｅ ｗｈｃ ｓｏ ｅｏ ｈ ｊｒｅｒｆｃ ｒ．Ａｎ ｈ ｃｕａｙｏ ｈ ｈｅ－ｘｓ ｕｎａ ｌ ．Ｔ ｅｐ ｐｒｃｒｅｔ ｔｅｃ ｎｒｌ ｙｔｍ ｉ ｉ ｎ ｆｔｅｍａ ｒ ａｔ ｓ ｈ ｏ ｏ ｄｔｅａｕ ｒｃ ｆｔｅ
总第 １ １ ９ 期 ２ １ 年第 ５ ００ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｉ ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｈ ｐ Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ－ ＯＮｏ ５ ｌ３ ．
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三轴 转 台控 制 系统 校 正 与 仿 真 设计
杜
（２４ 队 ９ 分 队 ９ ９ １部 ５
作者简介 ： 杜辉 ， ， 男 硕士 ， 工程师 ， 研究方 向 ： 天文导航 。
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杜
辉： 三轴转 台控制系统校正与仿真设计
总第 １ １ ９ 期
因 此 ， 位 置 环 设 计 之 前 对 系统 进 行 调 整 。调 整 在
的 方法 就 是 在 系 统 中 引入 速 度 闭环 ， 过 反 馈 通 通 道来改善 对象 的动 、 态特 性 ， 加 内环 刚度 ， 静 增 提 高抑 制 干 扰 的 能 力 。所 以 在 转 台 控 制 系 统 中 除 了 位 置环 以 外还 引入 了 电 流 闭环 和速 度 闭环 。
ｌ 引 言
某 型三轴 转 台通过 模拟 舰船 海上 动 态环 境 ， 实
时测量试 验 台基 准 台面横摇 、 纵摇 和艏摇 的摇 摆角
摇 摆试 验 ， 以看 出 ， 约 模 拟 试 验 精度 的 主要 原 可 制 因在 于转 台控 制 系 统 的精 度 。本 文 通过 对 三轴 转 台控制 系统 进行 校 正 ， 效 提 高 了精 度 ， 本 满 足 有 基
三轴转台 ； 控制系统 ； 计算 机仿真
Ｔ １ Ｐ３
中图分类号
Ｃｏ ｒ ｃ ｉｇ ａ ｄ Ｅｍｕ ａ ｉｎ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｅ ｔｎ ｎ ｌ ｔｏ ｓｇ ｆＴｈｒ ｅａ ｉ ｕ ｎ ａ ｌ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ ｅ — ｘ ｓＴ ｒ ｔ ｂｅ Ｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｏ