伺服控制及其應(yīng)用

伺服控制及其應(yīng)用第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日伺服系統(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)用討論第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日什么是伺服控制狹義伺服控制

隨動控制

抗擾動控制廣義伺服控制

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－？第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日控制系統(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、改善動態(tài)性內(nèi)?？刂?/p>

模型抵消、提高魯棒性第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日控制系統(tǒng)組成被控對象

執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載傳感器

反饋信號控制器

模擬控制器、數(shù)字控制器第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日被控對象電機(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

？第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日電機(jī)分類直流電機(jī)

力矩電機(jī)－直接驅(qū)動

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)變壓器第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日直流電機(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)第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日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

分辨率高空間矢量PWM

三相、6線、死區(qū)第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日傳感器位置傳感器

光電碼盤，絕對、增量

旋轉(zhuǎn)變壓器，單極、多級

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

測速發(fā)電機(jī)特殊傳感器

陀螺儀，直線位移第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日精密伺服控制航天領(lǐng)域

慣性導(dǎo)航、天線、帆板控制航空領(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，測控系統(tǒng)第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日LOS應(yīng)用可見光

間諜衛(wèi)星、白天測星、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

激光測距、激光告警、激光武器第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日“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)和指揮中心四個主要部分組成。其指揮控制中心可同時追蹤15個目標(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)。第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日2005年10月，洛克希德·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)裝置對大氣影響和飛行擾動進(jìn)行修正，使高能激光束對準(zhǔn)、到達(dá)并聚集到助推階段的彈道導(dǎo)彈上。第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日系統(tǒng)組成有效載荷

可見光、紅外、激光框架平臺 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)識別、目標(biāo)跟蹤第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日視軸控制目的視軸穩(wěn)定

相對于慣性系

隔離運(yùn)動

抵抗擾動

多框架視軸跟蹤

目標(biāo)跟蹤

捕獲與跟蹤

火控鉸鏈第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日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)和指揮中心四個主要部分組成。其指揮控制中心可同時追蹤15個目標(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)。第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日視軸控制傳感器視軸穩(wěn)定

陀螺測速

模擬量

旋轉(zhuǎn)變壓器測速

特殊模擬量視軸跟蹤

圖像識別

串行通訊

旋轉(zhuǎn)變壓器測位置

特殊模擬量

第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日陀螺儀按控制量分

角位置陀螺儀、角速率陀螺儀按原理分

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)等第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)

單級、多級工作原理

V=A*SIN(Wt)

勵磁電源：1KHz、28V角位置解調(diào)

濾波法、鑒相法

旋變解調(diào)模塊第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日視軸控制執(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 MOSFET 20kHz PWM輸入 50％

第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日應(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)動角度+15°~-120°方位轉(zhuǎn)動角度360°連續(xù)最大轉(zhuǎn)動速度60°/sec最大轉(zhuǎn)動加速度200°/sec2第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日應(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）400X590mm第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日應(yīng)用案例

紅外熱像儀參數(shù)探測器類型量子阱焦平面，320×240視場角寬視場：18°×13.5°，窄視場：4°×3°空間分辨率寬視場：0.98mrad，窄視場：0.22mrad熱靈敏度<0.03℃電子變焦4倍數(shù)字?jǐn)?shù)字圖像全動態(tài)14位圖像數(shù)據(jù)視場切換時間小于0.5秒聚焦自動或手動第二十四頁，共二十六頁，20