本文以重载、高精度的六点支承平台为研究对象,分析其性能要求和支承特性。采用机电伺服控制系统以及最新的交流伺服技术,能够获得更高的调平精度和更少的调平时间,满足平台调平系统的要求。本文主要有以下几个部分:
首先建立系统的静力学模型,分析平台在不同状态下的支腿受力情况。在此基础上研究平台的调平控制策略,提出了“设定点不动”调平法,采用这种方法具有调平精度高、调平速度快的优点,并能很好的控制平台的高度。
其次分析了平台调平控制系统。在平台支腿和传感器布置结构上、调速和行程同步上做了适当的处理,进行系统的解耦分析,得到单变量的支系统模型。在支系统模型基础上,建立了电动机伺服系统和支腿传动系统的数学模型,进行了双T网络校正,并设计了基于RZN算法的PID控制器。在MATLAB/Simulink中建立系统的仿真模型,仿真结果验证了采用RZN-PID控制器比常规的PID控制器能够获得更好的稳态和动态性能,响应曲线快速达到并稳定在稳态值上,减少了系统的调平时间。
设计了平台调平控制程序。采集的倾角传感器数据经过检拾奇异点和加权平均数据滤波后能够获得平滑的倾角数据;然后通过双线性变换法将双T网络校正和PID控制器离散化为差分方程,在计算机中方便的编制程序来实现系统的校正。
最后,分析了平台计算机调平控制系统的主要功能,设计了计算机调平控制系统的硬件结构和软件体系。
