跟蹤伺服控制系統(tǒng)設(shè)計說明（軟件設(shè)計）1

跟蹤伺服控制系統(tǒng)設(shè)計說明（軟件設(shè)計）4系統(tǒng)功能概述跟蹤伺服系統(tǒng)主要工作方式有三種數(shù)引隨動跟蹤；電視自動跟蹤；單桿半自動跟蹤；跟蹤伺服系統(tǒng)主要性能指標有最大跟蹤速度保精度跟蹤速度最大跟蹤加速度保精度跟蹤加速度在保精度跟蹤速度和加速度條件下,系統(tǒng)的跟蹤誤差系統(tǒng)誤差、隨動誤差系統(tǒng)在線性范圍內(nèi)的過渡過程性能超調(diào)量、過渡過程時間系統(tǒng)在大偏差歸零時的特性,跟蹤方式之間的快速平滑過渡跟蹤伺服系統(tǒng)由速度回路和位置回路構(gòu)成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。5速度控制回路51編碼器測速速度回路的速度反饋值采用編碼器微分測速。其模型為設(shè)速度回路的采樣周期為T，編碼器第I,I1,I2個采樣點的位置值分別為I,I1,I2,則速度為VTII1為提高速度精度和避免過零錯誤可采用三點測速2/12TVIIII52數(shù)字濾波器速度回路在需用頻率范圍內(nèi)，經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的諧振點。為消除諧振的影響，經(jīng)常采用數(shù)字陷波器。數(shù)字陷波器的傳遞函數(shù)為1020STKUYWNS其中中心頻率01WT0經(jīng)雙線性變換S其中T采樣周期12Z可得如下差分方程2121NNNNNNUEDUCYBAY其中21020TKTNN2020TKTNN2020CNN2020NN2020TKTENN53速度回路調(diào)節(jié)器速度回路閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖為12143STKC1020STKN11STEMK其中為電機模型。1SDEMKS速度調(diào)節(jié)器為12143STUYWCS雙線性變換T為采樣周期12ZT有差分方程212NNNNNNUEDUCYBAY其中1212T12TB12143TKC1214343TKDC12243TEC54PWM發(fā)生器6位置回路61數(shù)引隨動跟蹤數(shù)引隨動跟蹤的結(jié)構(gòu)圖為II12STKS1其中位置調(diào)節(jié)器12SUYWS雙線性變換；其中T采樣周期，12ZTS有差分方程1NNNCUBYA其中21T21TK21TK當系統(tǒng)偏差較大時，采用雙模控制，在大偏差時切換到非線性控制器上。當偏差時利用線性控制器，而當偏差時利用飽和控制。如圖所示EE62電視自動跟蹤電視自動跟蹤時的結(jié)構(gòu)圖如下1STKV21STKS1其中位置調(diào)節(jié)器為21STKUYWS雙線性變換；其中T采樣周期12ZTS有差分方程212NNNNNNUEDUCYBAY速度回路速度回路其中原來的DU程序的212TA112TA21TB21KC212TKD21TE電視跟蹤時，常采用電視滯后補償，其調(diào)節(jié)器為1STKUYWVS雙線性變換；其中T采樣周期12ZS有差分方程1NNAUBY其中；12TVT2TKV63單桿半自動跟蹤單桿半自動跟蹤結(jié)構(gòu)框圖如下單桿調(diào)節(jié)器普遍采用PD校正控制，控制器如下10SKWDPS其整理后就是一個超前滯后校正器，可參見數(shù)學引導部分。64正割補償由于經(jīng)緯儀工作在極坐標系中，其空間測量值隨高低角度的不同，在方位的投影值不同，伺服系統(tǒng)跟蹤時需考慮這種影響。具體地說，在電視跟蹤和單桿半單桿單桿調(diào)節(jié)器速度回路自動跟蹤時要進行正割補償。設(shè)電視脫靶量（或單桿給定值）為UI，給伺服系統(tǒng)的輸入值為U0,經(jīng)緯儀的高低角為，則正割補償關(guān)系式為EIEUCOS1065跟蹤方式之間的平滑轉(zhuǎn)換經(jīng)緯儀的基本工作方式有三種數(shù)引、電視、單桿，這三種跟蹤方式之間的切換要實現(xiàn)平滑過渡。設(shè)傳感器1的控制信號為，傳感器2的控制信號為，12位置調(diào)節(jié)器的輸入值為,其表達式由下式給出UN1KUN設(shè)轉(zhuǎn)化時間為，在內(nèi)，TK由時，由傳感器1切換到傳感器2；0K由時，由傳感器2切換到傳感器1。7程序設(shè)計跟蹤伺服系統(tǒng)全部軟件用C語言編寫，在MSDOS62下運行。系統(tǒng)共有兩極中斷800HZ中斷供速度回路使用，50HZ中斷供位置回路使用。整個軟件由主程序、速度回路程序和位置回路程序組成。71主程序主程序框圖如下主程序系統(tǒng)初始化變量置初值計算調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置工作狀態(tài)初值關(guān)中斷修改中斷向量開中斷采樣中斷72速度回路速度回路程序框圖如下速度回路程序關(guān)中斷讀取編碼器位置值微分測速計算速度偏差速度調(diào)節(jié)器消諧振處理高低限位處理PWM輸出開中斷中斷返回