稳定跟踪平台结构设计
稳定平台系统设计要点
技术论文学校：南京理工大学队伍：7046指导老师：李军成员1：雷杨成员2：陈舒思成员3：邝平作品名称：高精度稳定平台控制系统摘要稳定平台能够隔离载体角运动，在载体机动状态下建立稳定基准面，使安装在平台上的光电设备不会因载体运动产生的抖动和滚动而丢失目标，保证光电设备准确瞄准和跟踪目标，因此广泛应用于民用和军事领域。
设计的高精度稳定平台控制系统是以动力调谐陀螺仪为速度敏感元件，旋转变压器为角度测量元件，DSP控制器TMS320F28335为主控芯片，直流力矩电机为被控对象的闭环控制系统。
根据所需关键器件的选型设计了系统的硬件电路，包括速度和角度信号采样电路、电机驱动电路、通信电路等。
采用电流环和位置环的双闭环控制方式实现系统载体静止时的伺服控制；采用电流环、速度环和位置环的三闭环控制方式实现系统在载体运动时的稳定控制。
以上两种控制模式下的角度控制精度都能够达到0.05mrad，载体运动时系统稳定控制模式下隔离扰动效果很好。
实测结果表明，该系统硬件结构简单，稳定性好，实时性强，具有良好的稳态和动态性能，能够满足稳定平台系统的性能要求。
关键词：稳定平台DSP 陀螺仪伺服控制目录1. 作品创意 (1)2. 方案设计与论证 (1)2.1 主控芯片的选择与论证 (2)2.2陀螺的选择与论证 (3)2.3 力矩电机的选择与论证 (3)2.4 位置检测元件的选择与论证 (3)3. 系统硬件与原理图设计 (4)3.1 最小系统外围电路 (4)3.2 旋转变压器-数字转换器电路 (5)3.3 滤波采样电路 (6)3.4 电机驱动电路 (7)3.5 通信电路 (8)3.6 闭锁电路 (9)3.7 电源隔离电路 (9)4. 软件设计与流程 (10)4.1 主程序框架 (10)4.2中断程序设计 (10)5. 系统测试与分析 (13)5.1 系统调试环境 (13)5.2 系统静止状态下伺服控制调试结果 (13)5.3 系统运动状态下稳定控制调试结果 (15)6．作品难点与创新 (18)6.1难点 (18)6.2创新点 (18)1. 作品创意陀螺稳定平台作为稳定视轴或瞄准线的主要手段，多年来一直是国内外科研机构的主要研究对象。
一种舰载伺服稳定平台的结构设计
2021年第1期网址： 电邮：*******************一种舰载伺服稳定平台的结构设计毛雨辉，张进（光学辐射重点实验室，北京100854）图3方位轴三维视图陀螺转盘轴承码盘惯导蜗杆副轴承对滑环图4方位轴剖视图引言本文设计一种舰载的伺服稳定平台结构，如图1所示。
该平台可将负载加装于伺服平台并完成指向精度标校的功能，在船体航行和系泊状态下可隔离船摇影响、稳定负载指向功能[1]。
该伺服平台采用地平式双轴转台的结构。
考虑到负载偏心力矩及风载荷等特点，稳定平台的方位和俯仰轴系均采用大型蜗轮蜗杆副作为末级传动，进口高精度行星齿轮减速器作为初级传动，具有较高的结构刚度和可靠性，保证了负载指向、跟踪精度和总体结构的回转稳定性。
伺服系统主要由方位回转机构、俯仰回转机构和伺服控制单元组成。
1稳定平台总体结构设计稳定平台是负载的支撑结构，又是负载驱动系统的执行机构，故要求它具有良好的力学性能、较高的轴系及传动精度和运动稳定性[2]。
稳定平台为地平式双轴伺服系统座，由方位轴系、俯仰轴系、光电编码器、导电环（包括光纤滑环）、蜗轮蜗杆副、减速器、伺服电动机、陀螺仪和俯仰轴外挂平台等部分组成。
它是负载的安装承载平台，主要完成系统的视轴指向和稳定隔离船摇等功能，方位轴限位机构包括软件限位和电限位，俯仰轴限位机构包括电限位、软件限位和缓冲阻尼机械限位机构，稳定平台双轴在工作角范围内安全转动。
其三维视图如图2所示。
2稳定平台方位轴系设计其方位转动机构采用四点角接触的转盘轴承为主要承力结构，这种结构形式承载能力大、刚度好、精度高[3]。
为保证光电编码器能够可靠良好地工作，在光电编码器安装轴与底座安装有一对P4级精度的角接触球轴承，保证光电编码器安装处的变形量满足工作要求；陀螺安装在方位旋转部分；俯仰轴电器电路电缆通过滑环传输到底座。
方位轴设计有基准平台，为系统提供方位、俯仰角度基准，平台平面度好，并通过加工和装调保证台面与安装基座的平行度要求；在轴系的相对运动部分设计了安装O 如图3、图4所示。
基于STM32的三轴车载稳定跟踪平台设计与实现
Ｄｅ ｃ． ２０１ ３
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｉ ｒ ｅ Ｃ ｏ ｎ ￣ ｏ ｌ ＆Ｃ ｏ ｍｍａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
第３ ８卷 第 １ ２期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
文章编号 ： １ ０ ０ ２ — ０ ６ ４ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ｌ ２ 一 Ｏ ｌ ６ ４ — ０ ３
简单 ， 系统响应动态性 能较好 。实验结果表明 ， 系统能够较好满足性能指标 的要求 。
关键词 ： 稳定跟踪平台 ， 通讯控制板 ， 伺服驱动器 ， 改进型 Ｐ Ｉ Ｄ
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ２ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔｈ ｒ ｅ ｅ － Ａｘ ｉ ｓ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ － Ｂｏ ｒ ｎ ｅ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｔｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ＴＭ ３ ２
ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ， ｅ ａ ｓ ｙ－ ｔ ｏ－ｄ ｅ ｂ ｕｇ ａ ｎ ｄ ｅ ａ ｓ ｙ－ ｔ ｏ－ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ
基于 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２的三轴车载稳定跟踪平台设计与实现
孟 海磊 ， 王志胜
（ 南京航空航天大学 自 动化学院， 南京 ２ １ ０ ０ １ ６ ）
摘 要： 针对 三轴车载稳定跟踪平台准确跟踪和快速 响应 的性能要求 ， 方便调试易于操 的使用 要求 ， 设计 了
姿态随动稳定跟踪平台的控制算法与仿真
兵 工 自 动 化
目动■■与控嗣
Ａｕ ｏ ｔｃ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｎ ｎ ｒ ｌ ｔ ｍａ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｄ Ｃｏ ｔｏ ａ
０． ． ｔ ｍ ａ ｉ ｎ Ｉ Ａｕ ｏ ｔ ｏ
２ ０ ， ｏ ． ６ Ｎｏ ２ ０ ７ Ｖ １２ ， ．
摘要 ：姿 态 随动 稳 定跟 踪 天线平 台的控 制 算法 ，采 用位 置 前馈 、速 度和 位 置反 馈控 制 。 ＂ 置 定位 目标 坐标 后 ， ３设 － 可 由控 制 器控 制平 台指 向定 位 目标 ，其 随动稳 定 跟 踪平 台移动 。 当随动 平 台基 座 晃动 时 ，平 台控 制 器 能 自动 调整 平 台的三轴 姿 态 角 ，保 证 平 台始 终指 向 目标 仿 真和 工程 实践表 明 。该 算法 能保 证 天线 平 台具有 的 稳 定跟 踪性 能 。
Ｔｒ ｃ ｉ ａ ｆ ｒ ａ ｋ ｎｇ Ｐｌ ｔLeabharlann ｍ ＨＵ ｏ ｇ Ｙ ｎ
（ ｌ ｇ ｆ ｔｍａｉｎＥ ｇｎ ｅｉｇ Ｎａｊｎ ｉｅｓｔ ｏ ｒｎ ｕｉｓａｄＡｓｒｎ ｕｉｓ Ｎａｊ ｇ２ ， ｉａ Ｃｏｌ ｅｏ ｏ ｔ ｎ ｉｅｒ ， ｎｉｇＵｎｖ ｒｉ ｆ ｏ ａ ｔ ｎ ｔ ａ ｔ ， ｎｉ ０ Ｃｈｎ ） ｅ Ａｕ ｏ ｎ ｙ Ａｅ ｃ ｏ ｃ ｎ １ １ ０ ６
０ 引言
随 动 稳 定 跟 踪 平 台是 安 装 在 飞 行 器 上 的伺 服 平
下 ，对 地 空 的运 动 或 静 止 目标 进 行 准 确 稳 定 跟 踪 。
１ 随 动稳 定 跟踪 回路控 制 算法 原理
系 统 定 义 ３个 坐 标 系 ， 别 为 大 地 惯 性 坐 标 系 、 分
ｆｌ ｗ—ｐｐａｆｒ ｂ ｓ ｈ ｋ ｓ ｔｅｐａｆｒ ｃ ｎｒｌ ｒａｊ ｓ ｈ ｈｅ —ｘｓａｔ ｕ ｅａ ｇｅｏ ｌｔ ｒ ｕｏ ｔ ａｌ ｔ ｏｌ ｕ ｌｔ ｍ ａｅｓａ ｅ，ｈ ｌｔ ｍ ｏ ｔ ｌ ｄｕｔ ｔｅｔｒｅａ ｉ ｔ ｔｄ ｎ ｌ ｆｐａｆ ｍ ａ ｔｍａｉ ｌ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏｅ ｓ ｉ ｏ ｃ ｙ
二轴稳定跟踪平台速率稳定回路控制
ＸＩＡ Ｊｉｎｇ·ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｄａｏ·ｂｏ，ＺＨＥＮ Ｚｉ—ｙａｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｌｏｏｐ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ··ｇｉｍｂａｌ ａｎｄ ｔｗｏ··ａｘｉｓ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｍｏｄｅｌｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｌｏｏｐ，ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ
匕（Ｊ）＝二·已（ｓ）
由终值定理知，角速度稳态误差和角度稳态
误～‰差＝＝分躲ｌ别也掣为（：。ｉｍ＝。蚴弘面百雨刁％覃磊等羞编焉州‰，小心）（ｊ）
为保证角速度和角度稳态误差为零，速度校正 环节需包含２个积分环节。经计算后初步确定校正
环节形式为Ｇｖ（ｓ）：掣，即高阶ＰＩ校正环节。
２）高阶ＰＩ校正加超前校正环节 在反馈控制系统中，设置积分环节以消除稳态 误差，将降低系统动态稳定性。所以在设计Ｇ。（ｓ）必 须权衡系统稳态误差、稳定性与动态性能之间的关 系。为改善系统的动态性能，在高阶ＰＩ校正的基础 上增加超前校正环节：
２机理分析与数学建模
以内俯仰速率稳定控制回路为例进行分析。在 该回路中，陀螺将敏感到的角速度信号经速度校正 环节和功率放大环节送给内框架的电机，控制电机 产生与干扰力矩大小相等、方向相反的补偿力矩， 控制原理框图如图２。
光电稳定平台框架结构探讨
关键 词 ：光 电侦 察 稳 定 平 台 ； 瞄 准台 中 图分 类 号 ：Ｔ ７ ５ Ｈ ４ 文 献标 识 码 ：Ａ
ＤＯＩ： １ ．７８ ／ ＥＩ２ ２８ ３ ０ ３ ０ ３ ８０Ｍ ０１ １ ０ ．０３
Ｓ ｕ ｙ ｏ …一 ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｏ ｉ ｂ ｌ ｆ ｒＥｌｃ ｒ — ｐ ｉａ ｃ ｎ ａｓ ａ ｃ ａ ｆ ｒ ｔ ｄ ｎ Ｍｕ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｆＧ ｍ ａｓ ｏ ｅ ｔ ｏ ｔ ｌ ｏ ｃ Ｒｅ ｏ ｎ ｉｓ ｎ ｅ ＰＩｔ ｍ Ｏ
ＸＵＥ Ｄａ ｎ
２１ 双轴二框 架稳定平台系统 ． 双轴二框架结构是航空 侦察平 台中使用 最多 的
一
身轴系的旋转变化稳 定， 即不能保证探测器 得到的图
像相对于惯性坐标系是稳定 的， 直接影响跟踪系统 的 平稳性及动态跟 踪精度 。同时由于飞机 姿态摇摆 幅 度及摇摆方 向的随机性， 同时刻 、不同位 置成像平 不
等，依据稳定精度 、 搜索 范围的要求而定ｌ ｌ ＿ 。本文主要
分析上述 几种平 台框架形式 的特点。
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第２卷 ８
第３ 期
Ｖｏ． Ｎｏ． １２８ ３
２ 稳定 平 台系统分 析
置于相互正交 的俯 仰 、方位两个框 架组成 的平台上
（ 图 １所示）， 如 通过陀螺 敏感平 台相对惯 性空 间运 动 ，然后经陀螺稳定回路驱动框架力矩 电机 克服外 界干扰力矩， 到稳定 目的。这种两框架平 台是一种 达
机载摄像稳定平台的设计与控制
机载摄像稳定平台的设计与控制摄影和摄像是人类记录和传播信息的重要方式之一。
随着科技的进步，现代摄影和摄像设备越来越先进，其中机载摄像稳定平台在提高拍摄质量和稳定性方面起到了重要作用。
本文将探讨机载摄像稳定平台的设计与控制原理。
一、机载摄像稳定平台的概述机载摄像稳定平台是一种能够稳定支持摄像设备的装置，以降低震动和抖动对图像质量的影响。
它主要由机械部分和控制部分组成。
机械部分包括云台、陀螺仪等元件，用于实现稳定的机械结构。
控制部分则负责根据传感器的信号来对机载摄像稳定平台进行控制，保持摄像设备的稳定。
二、机载摄像稳定平台的设计1. 机械设计机械设计是机载摄像稳定平台设计的重要组成部分。
首先，需要根据摄像设备的尺寸和重量来确定云台的结构和尺寸。
其次，需要考虑云台的稳定性和承载能力，选择适合的材料和结构。
同时，还要考虑机载摄像稳定平台的重量和尺寸适应性，以便于在航空器上安装和使用。
2. 陀螺仪设计陀螺仪是机载摄像稳定平台控制的关键元件之一。
陀螺仪能够感知和测量航空器的姿态变化，并通过控制系统来控制云台的运动，保持摄像设备的稳定。
在设计陀螺仪时，需要考虑其测量精度、响应速度和功耗等因素，以实现稳定平台的精准控制。
3. 控制系统设计机载摄像稳定平台的控制系统是实现稳定平台控制的核心。
控制系统应根据陀螺仪的信号来实时调整云台的运动，以保持摄像设备的稳定。
在设计控制系统时，需要考虑控制算法的稳定性和抗干扰能力，以应对外界环境的不确定性和干扰。
三、机载摄像稳定平台的控制原理机载摄像稳定平台的控制原理主要分为姿态控制和位移控制两部分。
姿态控制用于控制云台的旋转角度，以保持摄像设备的水平姿态；位移控制则用于控制云台的平移运动，以跟踪目标的位置。
具体的控制原理包括陀螺仪信号的处理、控制算法的设计和动力系统的控制等。
四、机载摄像稳定平台的应用机载摄像稳定平台广泛应用于航空摄影、地理勘测、军事侦察和电影拍摄等领域。
它能够提供稳定的视频和图像数据，为用户提供准确、清晰的视角，优化信息获取和数据处理效率。
卫星天线稳定跟踪平台的总体模块化设计
目前 ． 定 卫 星 天 线 的 基 本 方 法 主 要 有 【 采 稳 卅：
用单脉 冲跟踪 天线 ．也 是利用 多路卫 星信 号强度
的 和 差 关 系 ， 断 出天 线 指 向 的 偏 差 ， 种 卫 星 天 判 这
线稳定 系统的精 度和速 度均很 高 ，但是 天线 系统
美 国 的 Ｍ１ 克 ， 国 “ 战 者 ” 克 ， 罗 斯 Ｔ ８ 坦 英 挑 坦 俄 一２
坦克等 ， 都采 用 了不 同类 型的稳定跟踪系统 。
环稳定＋ 电平 跟踪 ” 制方式 进行补偿 来保证 载体 控
运 动 过 程 中平 台 的稳 定 ． 制 方 框 图如 图 １ 示 。 控 所
本稳 定跟踪平 台的具体工作流程如 图 ３所示。
（） １ 极化轴范 围 ０ ３ ０ ， ～ ６ 。提供零位信号 ： （） ２ 方位范 围＋ ２ 。提供 ７ ０限位信号 ； ７０ ， ２。 （） ３ 俯仰 范围 ０ ９ 。提供限位信号 ； ～０ ，
（ ） 够 提 供 绝 对 俯 仰 角 度 和 绝 对 方 位 角 度 ４能
图２ 系统 的 总框 图
等。 ２２ 伺 服 控 制 模 块 ． 在 稳 定 装 置 的 发 展 过 程 中 ． 曾 出 现 过 两 种 天
线伺 服系统 ： 种是 直接驱动 的伺服 系统 ． 一 即力矩 电机直接 与负载 相连 的伺 服系统 。力矩 电机有交 流和直 流之分 ， 目前广泛 使用 的是直流力 矩 电机 ； 另一种 是间接驱 动的伺 服系统 ，即驱动 电机 轴和 负载之 间通 过诸 如齿轮 之类的减 速器连 接起 来 的 伺 服 系统 ， 驱动 电机可 以是直流伺 服 电机 、 交流伺 服电机或步进 电机 ， 以交流伺 服电机为主 。 该 平 台中的伺服控 制单元 采用直 流力矩 电机
3-RPC定位机构结构设计
3-RPC定位机构结构设计孙慧【摘要】集成式全柔性并联定位机构具有无摩擦和高稳定性的优点,但其结构设计相对复杂,定位精度低,在一些超精密定位领域无法达到定位要求.基于同构性的集成式全柔性并联定位机构,引入拓扑优化设计理论,设计出与同构性集成式全柔性并联定位机构运动特性一致的3-RPC型全柔顺并联定位机构.首先,以3-RPC并联定位机构为研究对象,通过微位移法求解出其输入输出间的映射关系.然后,建立3-RPC 集成式全柔性并联定位机构和3-RPC全柔顺并联定位机构三维模型.最后,通过有限元软件对两种定位机构进行静、动力学分析.结果表明:3-RPC全柔顺并联定位机构在定位精度和抗振性均优于同构性的集成式全柔性并联定位机构.%The integrated flexible parallel positioning mechanismhas the advantages of high stability and no friction,In some field of precise positioning, integrated fully flexible parallel positioning mechanism has been unable to meet the accuracy requirements. A new mechanism which is called 3-RPC fully compliant parallel positioning mechanism is designed by the topology optimization design theory.The design of such a new model is based on the configuration and motion characteristics of a 3-RPC integrated fully compliant positioning mechanism.Firstly,taking the 3-RPC parallel positioning mechanism as the research object, the mapping relationship between the input and output is solved by the micro displacement method. Secondly, The model of 3-RPC integrated fully compliant positioning mechanism and 3-RPC fully compliant parallel positioning mechanismare designed.Finally,the static and dynamic analysisof two positioning mechanisms was carried out by the finite element software. The results show that the location accuracy and vibration resistance of 3-RPC fully compliant parallel positioning mechanism are better than its prototype.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】4页(P192-195)【关键词】集成式全柔性并联定位机构;全柔顺并联定位机构;拓扑优化;定位精度【作者】孙慧【作者单位】武汉工程大学邮电与信息工程学院,湖北武汉430073【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH1131 引言随着精密制造技术的快速发展，精密定位机构作为精密制造的核心部分，逐渐成为了该领域学者的关注热点，然而，传统并联定位机构自身存在装配误差、运动摩擦、运动精度低等缺点。
船舶稳定平台解决方案
船舶稳定平台解决方案陀螺稳定平台（gyroscope-stabilized platform）利用陀螺仪特性保持平台台体方位稳定的装置。
简称陀螺平台、惯性平台。
用来测量运动载体姿态，并为测量载体线加速度建立参考坐标系，或用于稳定载体上的某些设备。
它是导弹、航天器、飞机和舰船等的惯性制导系统和惯性导航系统的主要装置。
稳定平台作为一种安放在运动物体上的设备，具有隔离运动物体扰动的功能。
稳定平台在航空航天、工业控制、军用及商用船舶中都有比较广泛的用途，例如航拍、舰载导弹发射台、船载卫星接收天线等。
船舶上工作面或者平台姿态检测，船载天线稳定平台系统，会应用倾角传感器定时（较长时间）读取数值，通过计算后，对稳定平台进行校正。
平台的实际运动由单片机控制外部机械装置以达到对稳定水平平台进行修正，以保证其始终处于水平状态。
某些倾角传感器作为船体液压调平系统中的反馈元件，提供高精度的倾角信号。
既可用于水下钻进也可用于水下开采等。
在国外，陀螺稳定跟踪装置被广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载以及各种航天设备中。
20世纪40年代末，为了减少车体振动对行进间射击的影响，在坦克上开始安装火炮稳定器，从50年代起，双稳定器在坦克中得到了广泛的应用。
在英、美等国的先进武器系统中，基于微惯性传感器的稳定跟踪平台得到了广泛的应用，如美国的M1坦克、英国“挑战者”坦克、俄罗斯T-82坦克、英国“标枪”导弹海上发射平台和“海枭”船用红外跟踪稳定平台等，都采用了不同类型的稳定跟踪平台。
美国海军采用BEI电子公司生产的QRS-10型石英音叉陀螺，研制出WSC-6型卫星通讯系统的舰载天线稳定系统，工作12万小时尚未出现故障；Honeywell公司以红外传感器平台稳定为应用背景，研制的以GG1320环形激光陀螺为基础的惯性姿态控制装置，很好的满足了稳瞄跟踪系统的要求。
美军配装的Honeywell公司采用激光陀螺技术研制的自行榴弹炮组件式方位位置惯性系统(MAPS6000) ，在工作时可连续提供高精度的方位基准、高程、纵摇、横摇、角速率、经度和纬度输出，性能大大高于美军MAPS系统规范的要求。
四框架稳定跟踪平台原理样机设计与实现
装 置 ，基 于 视 轴 稳 定技 术 跟 踪 地 面 或 空 中 目标 。 当 载 体 的 姿 态 角 发 生 变 化 时 ，稳 定 跟 踪 平 台可 以 隔离 载 体 的 干 扰 运 动 ，保 证 平 台 上 的 探 测 设 备 可 以始 终 指 向 目标 。 年 来 ，稳 定 跟 踪 平 台得 到 了 快速 发 展 ， 近 并广 泛 应 用 于 各 种 军 事 领 域和 民用 领 域 ，受 到 了 极 大 的 关注 ，可 以说 它 是集 控 制 、 电子 、光 学 、机 械 等 多 个 学 科 为 一 体 的非 常 复 杂 系 统 【 。 ｌ 】
制 回路 和 自动跟踪 控 制 回路 ，并 给 出相应 的控 制 策略 。试 验 结果表 明：该设 计 理论 分析 正确 ，控 制 系统合 理 。 关键 词 ：稳 定跟 踪 平 台；伺 服 系统 ；速 率稳 定 回路 ；位 置随 动 回路
・
中图分 类号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７
文 献标 志码 ：Ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ｓａ ｉｉ ｅ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｒ ｃ ｉ ｇ ｐ ａ ｆ ｒ ｆ ｒ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍ ｆ ｔ ｅ ｅ ｉｔｎ ｉ ｒ ｔ ｒ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｔ ｂ ｌ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆ ｔ ａ ｋ ｎ ｌ ｔｏ ｍ ｏ ｈ ｒ ｂ ｅ ｏ ｈ ｘ ｓ ｉ ｇ ｌ ｅ ａ ｕ ｅ ｚ ｔ ｆ ｃ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｏ ｅ ｉ ａ ｔ ｄ ， ｈ ｒ ｔ ｔ ｐ ｆａ ｒ ｏ ｎ ｏ ｒ Ｌａ ｔ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｔａ ｋ ｎ ｌ ｔｏ ｍ ｓ ｅ ｔ ｂ ｉ ｈ ｄ ｈ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌｓｕ ｙ ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｙ ｅ ｏ ｉｂ ｒ ｅ ｆ ｕ — ｍｅ ｓａ ｉｉ ｎ ｒ ｃ ｉ ｇ ｐ ａ ｆ ｒ ｉ ｓａ ｌｓ ｅ ．Ｔ ｅ ｔ ｐ ｏ ｏ ｙ ｅ ｏ ｉｂ ｒ ｅ ｆ ｕ — ｍｅ ｓ ａ ｉｉ ｎ ｒ ｃ ｉ ｇ ｐ ａ ｆ ｒ ｆ ｒｔ ｅ ｓ ｕ ｙ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｓ ｓ ｅ ａ ｄ ｅ ｅ ｔｉ ａ ｏ ｔｏｌ ｒ ｔ ｔ ｐ ｆａ ｒ ｏ ｎ ｏ ｒ Ｌａ ｔ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｔａ ｋ ｎ ｌ ｔｏ ｍ ｈ ｔ ｄ ， ｈ ｃ ａ ｉ ａ ｙ ｔ ｍ ｎ ｌ ｃ ｒｃ ｌ ｎ ｒ ｔ ｏ ｃ ｓ ｓｅ ａ ｅ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｈ ｅ ｖ ｏ ｔｏ ｏ ｐ ａ ｄ ａ ｔ ｍａ ｉ ｒ ｃ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｏ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄ ｎ ｈ ｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｙ ｔ ｍ ｒ ｅ ｃ ｉ ｅ ，ｔ ｅ ｓ ｒ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｏ ｎ ｕ ｏ ｔｃ ｔ ａ ｋ ｎ ｏ ｔｏ ｏ ｐ ａ ｅ ｄ ｓ ｇ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｒ ｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌｓｒ ｔ ｇ ｓｐ ｏ ｉ ｅ ． ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｅ ｄ ｓ ｇ ｈ ｏ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｓｃ ｒｅ ｔ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｓｒ ａ ｏ ａ ｌ ． ｏ ｔｏ ｔａ ｅ ｙ ｉ ｒ ｖ ｄ ｄ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ｓ ｓｉ ｏ ｒ ｃ ， ｈ ｏ ｔｏ ｓｅ ｉ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｈ ｔ ｓ
新型四轴稳定跟踪转台的实现
【摘
要】 本文以某型号导引头为实际背景 ， 通过研制的一套新型四轴稳定跟踪转台 。介绍了系统的整体结构组成 ， 针对系统 ， ， 存在耦合和摩擦等非线性扰动因素 具体分析了各种扰动因素产生的原因 从机械和控制两方面探讨了实际设计中
·108·
Industrial & Science Tribune 2011.（10）.7
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 7 期
晰的图像是一个重要问题 。 本系统采用了陀螺伺服稳定平 它既能够保证在弹体震动的情况下 ， 快速隔离扰动， 台方式， 稳定视轴， 又能够接受位置偏差信号 ， 完成对目标的准确搜 本系统的陀 索和高精度自动跟踪。为保证良好的控制效果 ， 螺稳定平台控制系统设计了多闭环复合控制结构 ， 图 1 给出 了单轴的控制系统结构图 。 函数难以实现精确建模补偿 。 3． 电机力矩波动。对于陀螺稳定平台系统 ， 一般均采用 有利于克服齿轮减速装置存在的 力矩电机直接驱动各轴系 ， 齿隙和摩擦问题， 从而提高控制精确度。 对于正弦波驱动的 永磁无刷直流电动机， 当反电势和相电流均为理想正弦波 时， 理论上不产生电磁波动力矩 。 但在实际系统中， 由于材 质、 器件和工艺离散性等原因 ， 不论电势还是电流， 都会存在 幅值偏差、 相位偏差、 恒定分量以及谐波成分等偏差 。 因此， 当电机旋转时， 转子的齿和槽要交替地经过磁极 。 由于磁阻 电机转子和定子之间便产生一个作用于电机 的周期性变化，
带宽， 是个十分重要的问题。 对于电视跟踪控制系统 ， 整机 的机械谐振传递特性可以简化为一个二阶振荡环节 ， 其闭环 幅频特性表示为： A（ ω） = ωn
( ωn － ω 槡
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智能追踪系统的设计与实现
智能追踪系统的设计与实现随着科技的发展，智能追踪系统在各个领域得到了广泛应用。
比如在物流行业中，智能追踪系统可以实时跟踪货物的位置和运动轨迹，让物流公司有效管理配送进程。
在公共安全、城市管理等领域，智能追踪系统可以用来监控人流、车流、事件发生情况等，提供更安全、高效的服务。
本文将探讨智能追踪系统的设计与实现，主要包括系统结构、算法设计等方面。
一、系统结构设计智能追踪系统的设计离不开系统结构的策划。
系统结构设计需要考虑到数据来源、计算能力、存储空间、网络通讯能力等因素。
以下是一个智能追踪系统的基本结构：1.数据源数据源包括传感器、摄像头、卫星等，它们可以采集物体或目标的位置、速度、方向等相关信息。
数据源可以通过有线或无线网络连接到智能追踪系统，将采集到的数据传输到数据处理中心。
2.数据处理中心数据处理中心是智能追踪系统的核心部件，负责数据的处理、存储、分析和展示。
数据处理中心可以分为数据存储、数据预处理、目标跟踪和结果展示四个模块。
数据存储模块主要负责数据的存储和管理，可以选用关系型或非关系型数据库进行存储，确保数据的可靠性和完整性。
数据预处理模块主要负责对原始数据进行处理，包括数据清洗、去噪和特征提取。
其中特征提取是关键步骤，它可以从数据中提取出目标的位置、速度、方向等特征信息。
目标跟踪模块是智能追踪系统最关键的部分，它可以通过算法实现对目标的跟踪。
目标跟踪算法有很多，如卡尔曼滤波、粒子滤波等，可以根据不同场景选择不同的算法进行应用。
结果展示模块主要负责将跟踪结果展示给用户，包括目标位置、轨迹、速度等信息。
3.用户界面用户界面是智能追踪系统的可视化部分，包括数据可视化、交互界面和报警提示等功能，可以帮助用户更方便、更直观地了解目标的运动状态和变化情况。
二、算法设计目标跟踪算法是智能追踪系统的核心部分，它可以基于物体的位置、速度、方向等特征信息实现物体跟踪。
以下是几种常见的目标跟踪算法：1. 卡尔曼滤波卡尔曼滤波是一种通过对目标的状态进行估计和预测来实现跟踪的算法，使用卡尔曼滤波可以有效地跟踪物体在运动过程中的位置和速度等状态变量。
舰载稳定跟踪平台的设计与控制
舰载稳定跟踪平台的设计与控制陈立坡【摘要】本文创新性地设计了一种新型的舰载稳定跟踪平台.稳定跟踪平台采用串联双轴机构实现方位与俯仰的跟踪,采用三自由度并联机构实现纵横摇的稳定功能.本文对舰载稳定跟踪平台进行了详细的结构设计,并基于RTX实时操作系统设计了平台的稳定与跟踪控制系统.基于真实样机测量了平台的动态跟踪精度、稳定频率与动态稳定精度.实验结果证实了本文设计的稳定跟踪平台系统良好的稳定跟踪性能.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】5页(P85-89)【关键词】舰载;稳定跟踪平台;结构设计;控制系统【作者】陈立坡【作者单位】92785部队河北秦皇岛066200【正文语种】中文【中图分类】TN95;TP271+.20 引言舰船在航行过程中，由于海浪不规则运动的影响，会有某一频率和幅值的运动[1]，这种不规则运动会造成舰船上武器装备性能指标的下降，有时甚至丧失作战效能。
稳定跟踪平台[2-3]由于能够克服舰船的波动，通过高精度的传感器实时测量舰船的摇摆信息，能够精准的保证动态基准的精度，因此，在现代舰船武器系统中得到广泛的应用。
本文通过创新性的选用串并联机构的方式实现了稳定与跟踪功能。
稳定跟踪平台[4-5]主要由并联自稳转台、串联双轴跟踪转台以及控制系统组成。
串联双轴跟踪转台主要功能是方位轴、俯仰轴自动跟踪，以达到跟踪舰船目标的目的；自稳转台主要实现纵摇横摇两轴稳定的功能，为双轴跟踪转台提供稳定的基座；控制系统主要实现跟踪转台与自稳转台的运动控制，并通过借助传感检测系统与外部通讯系统，实现平台的稳定功能以及目标自动跟踪功能。
1 稳定跟踪平台结构设计舰载稳定跟踪平台由自稳转台、双轴跟踪转台、负载、电视跟踪设备、测控柜和测控系统等六大部分组成，如图1所示。
自稳转台是一个多自由度并联结构平台，用于实现纵、横摇两轴稳定的功能，主要由上平台、电动缸、球铰、下万向铰、约束分支、下平台组成，以双轴跟踪转台、用户负载和电视跟踪设备安装于上平台安装面，安装面的尺寸和安装空间可根据负载的安装要求进行确定。
三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制研究
三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制研究三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制研究导言随着现代军事技术的发展，监视和跟踪目标的能力变得越来越重要。
为了满足这一需求，三自由度跟瞄平台应运而生。
该平台能够实现对目标的稳定跟踪，从而提供更高质量的监视和情报。
本文将对三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制进行研究。
一、三自由度跟瞄平台的概述三自由度跟瞄平台是一种集机械、控制和计算机技术于一体的复杂系统。
该平台通常由一个稳定的底座、一个旋转基座以及一个固连或可转动的载体构成。
底座通常被安装在固定的平台上，而旋转基座可实现水平旋转。
载体上则安装有相机或其他传感器设备。
通过控制旋转基座和载体的运动，三自由度跟瞄平台可以保持载体对准目标并稳定跟踪。
二、稳定跟踪控制的需求三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制需要满足以下需求：1. 稳定性：在平台运动和载体抖动的情况下，平台必须能够保持稳定，以确保目标始终在视野中。
2. 快速响应：当目标发生快速移动时，平台需要能够在短时间内调整其姿态，以保持目标的稳定跟踪。
3. 鲁棒性：在面对各种干扰和不确定性时，平台需要具备较强的鲁棒性，以确保稳定跟踪的可靠性。
三、稳定跟踪控制方法的研究为了实现三自由度跟瞄平台的稳定跟踪控制，有许多方法被提出和研究，其中包括基于传统控制理论的方法和基于现代控制理论的方法。
1. 基于传统控制理论的方法传统的控制方法通常使用PID（比例积分微分）控制器来实现稳定跟踪控制。
该方法利用目标与跟踪平台之间的误差信号来调整平台的输出。
这种方法简单易懂，但对于系统的不确定性和非线性特性的抑制能力较弱。
2. 基于现代控制理论的方法现代控制理论的发展为稳定跟踪控制提供了更高效的方法。
例如，基于状态反馈的控制方法利用系统状态的测量和估计来调整控制器的输出。
模型预测控制方法利用系统的数学模型预测未来的状态，并通过优化来获得最佳控制策略。
这些方法在提高稳定性和响应速度方面相对传统方法具有优势。
四、实验结果与讨论为了评估不同方法的效果，我们设计了一系列实验。
二轴稳定平台稳定精度分析
二轴稳定平台稳定精度分析马文韬【摘要】稳定平台是一种安装在载体上,能够隔离载体安装面的位置变化,提供一个水平安装面的设备.主要对某二轴稳定平台的稳定精度进行了分析,得到了稳定精度与干扰力矩大小有关的结论,干扰力矩增大,稳定精度下降.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P10-12)【关键词】稳定平台;稳定精度;干扰力矩【作者】马文韬【作者单位】中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏南京 210014【正文语种】中文【中图分类】TN124由于部队机动作战的需要，越来越多的光电侦察设备集成在车载升降桅杆的顶部，当桅杆举升工作时，环境中各种因素的影响将导致红外侦察设备的视线造成扰动，此时获取的外部环境信息具有不连续性，应经过复杂的姿态矩阵变换后才能对其进行处理与识别。
为了消除上述影响，通常在升降桅杆与传感器之间安装可有效隔离载体运动的稳定平台，来实现视线稳定，使传感器视线在大地坐标系中保持稳定，从而实现车载传感器系统对目标的可靠、高精度跟踪与测量。
本文主要分析并研究某车载红外设备两轴稳定平台稳定精度。
稳定平台的工作原理是通过姿态测量得出当前实时姿态信息，通过驱动伺服电动机的转动，调节上平台面达到稳定姿态。
当光学系统随车体发生抖动时，要测量出抖动量，然后对该抖动量进行补偿。
本文选用两轴稳定平台来实现视轴的稳定。
两轴稳定平台以隔离原理为理论基础，选用现代控制元件为执行元件，最终实现视轴在惯性空间的稳定。
两轴稳定平台由方位环和俯仰环构成，以实现在方位与俯仰方向的稳定。
方位环和俯仰环稳定回路均采用陀螺仪作为惯性敏感元件，敏感载体运动在方位上产生角误差，该角误差信号以相应极性和线性比例的电压信号形式输出，经过预处理的电压信号通过控制器在直流力矩电动机轴上产生反作用稳定力矩，从而实现对视轴扰动的抑制，保持视轴在惯性空间的相对稳定[1]。
在具体工艺过程中，还可以通过对比上述研究积累的X射线照片，根据X射线照相的空洞分布特征，快速判断产生空洞的原因，为工艺参数调整提供捷径。
三轴陀螺稳定平台控制系统设计与实现_杨蒲
第15卷第2期中国惯性技术学报V ol.15 No.2 2007年4月 Journal of Chinese Inertial Technology Apr. 2007文章编号：1005-6734(2007)02-0171-06三轴陀螺稳定平台控制系统设计与实现杨蒲，李奇（东南大学自动化研究所，南京 210096）摘要：针对高精度光电导引系统快速隔离扰动、稳定视轴的要求，设计了以速率陀螺为核心构成的三轴陀螺稳定平台。
结合某型号电视导引头设计过程，详细介绍了该三轴陀螺稳定平台的结构组成、主要元器件选型，以及软硬件实现。
分析了陀螺稳定平台的隔离扰动原理，设计了多闭环复合控制结构，给出了系统各组成部分的模型，合理简化后建立了系统数学模型，并按照频域分析法设计了控制算法。
对于陀螺信号噪声问题，设计了小波阈值滤波方法，有效地消除了反馈信号的噪声，提高了系统控制精度。
整机测试表明，该陀螺稳定平台满足了导引头系统设计指标要求，具有较高的跟踪精度；能够在实验室条件下，进行多种电视跟踪模拟实验，为实际设备的研制提供了真实有效的数据。
关键词：稳定平台；速率陀螺；DSP；伺服控制中图分类号：U666.1 文献标识码：ADesign and realization of control system for three-axisgyro stabilized platformYANG Pu, LI Qi(Research Institute of Automation, Southeast University, Nanjing 210096, China)Abstract: In view of the requirements of isolating disturbances and stabilizing optical axis of high-precision photoelectric guidance system, a three-axis stabilized platform system centering on the rate gyro was designed. Based on the design process of a TV guidance header, the mechanical structure constitution, main components selection and software and hardware realization were introduced. The disturbance-isolation theory of the stabilized platform was analyzed and the control structure including multiple closed-loops was designed. Each part of the control system was modeled, and then by simplifying their equations, the whole system model was founded and the control method was designed according to the frequency domain analysis method. To eliminate the gyro’s noise signal, a wavelet threshold filter was proposed, which can depress the feedback noise signal effectively and improve the control precision. The testing results on the equipment show that the gyro stabilized platform system meets the presetting performance demands and has higher tracking precision. Many kinds of TV tracking simulation experiments can be implemented in the laboratory, and this provides real and effective data for the development of practical equipments.Key words: stabilized platform; rate gyro; DSP; servo control电视成像导引设备作为惯导武器的核心部分，对武器命中目标的精度起着十分重要的作用。
两轴捷联稳定跟踪平台关键技术
1 两轴捷联稳定追踪平台基本特点 在导弹研发的过程之中，为了提升追踪场的覆盖范 围，增强角速度追踪能力，在导弹稳定平台设计的过程之 中，研发人员通常采用 X-Y 型、A-E 型两种两轴常平架结 构。对两种常平结构特点的分析，有助于技术人员逐步形 成正确的思维认知，降低了后续两轴捷联稳定追踪平台技 术研发难度。 1.1 两轴捷联稳定追踪平台的结构特点 X-Y 型这种追踪平台结构，解决了过顶追踪问题对 于导弹定位工作的困扰，简化了平台结构。但是这种追踪 平台结构也存在着较为明显的弊端，其追踪场角度较小， 难以达到依90毅的追踪要求，导致追踪平台体积较大，实用 性受到大大限制。A-E 型则使用横滚以及偏航两种通道， 这就使得追踪平台较好地满足了导弹对于追踪场以及追 踪角速度的使用需求，同时 A-E 型追踪平台结构占用空 间较小，符合现阶段导弹研发过程之中对于各组件尺寸大
Internal Combustion Engine & Parts
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两轴捷联稳定跟踪平台关键技术
The Key Technology of Two-axis Strapdown Stable Tracking Platform
王翠曰高岭
（九江职业技术学院，九江 332007）
摘要院作为目前较为先进的近距离位标器形式，两轴捷联稳定器实现了定位的准确性以及追踪的有效性，充分满足了现代化战争 形势下，武器定位技术的使用要求。为了进一步提升两轴捷联稳定跟踪平台的实用价值，文章从多个维度出发，对两轴以及捷联技术 进行全面梳理，总结过往有益经验，实现关键技术的持续突破，为其在实践阶段中的应用提供了理论参考。
关键词院两轴；捷联；稳定跟踪平台；关键技术 Key words: two-axis；strapdown；stable tracking platform；the key technology
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摘
要： 针对某直升机稳定跟踪平台的实际要求和使 用环境 ， 通过 对常用传动形式特点的对 比分析 ， 确
定 了合理 的传 动 方案 。采 用集 成化 设计技 术 ， 设计 出的稳 定跟 踪 平 台具有 结 构 紧凑 、 重量 轻 、 抗振 动 性 能好 的特 点 。文 中详 细介 绍 了稳 定 跟踪 平 台的设 计过 程 ， 包括具 体 的结构 组成 、 汇 流环 的选择 与优 化设
计、 传动链设计与计算、 控制精度 的分析等。设计的稳定跟踪平 台在装机使 用过程 中性 能优异可靠， 完
全满足 系统的使用要求。设计过程 中所贯穿的集成化设计思想可为类似产品的设计提供参考。
关键 词 ： 稳 定跟 踪 平 台 ； 汇 流环 ； 传动 链 ； 精度 ； 集成 化
中 图分类 号 ： Ｔ Ｎ ８ ２ ０ ． ８ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ８ － ５ ３ ０ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ １ ９ － ０ ４
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第３ ０卷第 １ 期 ２ ０ １ ４年 ２月
电 子 机 械 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ － Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ０ ． Ｎｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
稳定 跟踪平 台结构设计
钱 海涛 ， 郑传 荣
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