穩(wěn)定平臺系統(tǒng)設計

1、技技 術術 論論 文文學校：學校： 南京理工大學南京理工大學 隊隊伍：伍： 7046 指導老師： 李軍 成員 1： 雷楊 成員 2： 陳舒思 成員 3： 鄺平 作品名稱：作品名稱：高精度穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)高精度穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng) I摘摘 要要穩(wěn)定平臺能夠隔離載體角運動，在載體機動狀態(tài)下建立穩(wěn)定基準面，使安裝在平臺上的光電設備不會因載體運動產生的抖動和滾動而丟失目標，保證光電設備準確瞄準和跟蹤目標，因此廣泛應用于民用和軍事領域。設計的高精度穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)是以動力調諧陀螺儀為速度敏感元件，旋轉變壓器為角度測量元件，DSP 控制器 TMS320F28335 為主控芯片，直流力矩電機為被控對象的閉環(huán)控制

2、系統(tǒng)。根據(jù)所需關鍵器件的選型設計了系統(tǒng)的硬件電路，包括速度和角度信號采樣電路、電機驅動電路、通信電路等。采用電流環(huán)和位置環(huán)的雙閉環(huán)控制方式實現(xiàn)系統(tǒng)載體靜止時的伺服控制；采用電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的三閉環(huán)控制方式實現(xiàn)系統(tǒng)在載體運動時的穩(wěn)定控制。以上兩種控制模式下的角度控制精度都能夠達到 0.05mrad，載體運動時系統(tǒng)穩(wěn)定控制模式下隔離擾動效果很好。實測結果表明，該系統(tǒng)硬件結構簡單，穩(wěn)定性好，實時性強，具有良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能，能夠滿足穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的性能要求。關鍵詞：關鍵詞：穩(wěn)定平臺 DSP 陀螺儀 伺服控制 II目目 錄錄1.1. 作品創(chuàng)意作品創(chuàng)意.12.2. 方案設計與論證方案設計與論證.1

3、2.1 主控芯片的選擇與論證 .22.2 陀螺的選擇與論證.32.3 力矩電機的選擇與論證 .32.4 位置檢測元件的選擇與論證 .33.3. 系統(tǒng)硬件與原理圖設計系統(tǒng)硬件與原理圖設計.43.1 最小系統(tǒng)外圍電路 .43.2 旋轉變壓器-數(shù)字轉換器電路 .53.3 濾波采樣電路 .63.4 電機驅動電路 .73.5 通信電路 .83.6 閉鎖電路 .93.7 電源隔離電路 .94.4. 軟件設計與流程軟件設計與流程.104.1 主程序框架 .104.2 中斷程序設計.105.5. 系統(tǒng)測試與分析系統(tǒng)測試與分析.135.1 系統(tǒng)調試環(huán)境 .135.2 系統(tǒng)靜止狀態(tài)下伺服控制調試結果 .135.3

4、 系統(tǒng)運動狀態(tài)下穩(wěn)定控制調試結果 .156 6作品難點與創(chuàng)新作品難點與創(chuàng)新.186.1 難點.186.2 創(chuàng)新點.1811. 作品創(chuàng)意作品創(chuàng)意陀螺穩(wěn)定平臺作為穩(wěn)定視軸或瞄準線的主要手段，多年來一直是國內外科研機構的主要研究對象。從地面上的汽車、坦克到空中的飛機、衛(wèi)星等，都可以看到陀螺穩(wěn)定平臺的身影。其主要作用是用來消除載體受到的干擾，使載體能夠按照既定的方向運動或者在慣性空間中保持穩(wěn)定。本作品設計了雙軸穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)可工作在兩種不同的工作模式：載體靜止時的伺服控制和載體運動時的穩(wěn)定控制。其中載體靜止時系統(tǒng)工作于伺服控制模式，系統(tǒng)作用是使被穩(wěn)定平臺轉角相對基座保持固定不變或跟隨指令信

5、號進行跟蹤運動，采用旋轉變壓器作為角度反饋器件；載體運動時系統(tǒng)工作于穩(wěn)定控制模式，控制系統(tǒng)主要功能是隔離載體運動及平臺受到的各種擾動信號，保持平臺相對于慣性空間穩(wěn)定，以保證光電裝置可以獲得穩(wěn)定的視場，采用陀螺儀作為平臺速度反饋器件。系統(tǒng)兩種控制模式如圖 1.1、圖 1.2所示。位置校正電流校正電流反饋電流環(huán)節(jié)位置反饋旋轉變壓器iTs11電機sJJLM)(1s1LT負載轉矩0位置環(huán)節(jié)0圖 1.1 載體靜止時伺服控制框圖位置校正速率穩(wěn)定電流校正電流反饋電流環(huán)節(jié)速度反饋平臺陀螺iTs11電機sJJLM)(1s1LT負載轉矩0速度環(huán)節(jié)位置環(huán)節(jié)0速度積分w圖 1.2 載體運動時穩(wěn)定控制框圖2. 方案設計

6、方案設計與論證與論證針對穩(wěn)定平臺的功能和用途，我們設計了系統(tǒng)控制方案，系統(tǒng)硬件結構如圖 2.1 所示，系統(tǒng)分為方位軸和俯仰軸兩個自由度的控制電路設計，控制系統(tǒng)在這兩個方向上的結構基本一致，主要可以分為信號采集、電機驅動和信息交2互三部分。控制過程為：陀螺敏感到平臺在慣性空間的角速度信號，經過 A/D 轉換后變?yōu)閿?shù)字信號傳送給 DSP 主控制器，同時旋轉變壓器感應到的平臺位置信號經過軸角粗精通道編碼后，也傳送到 DSP 中，在 DSP 中經過信號處理和控制算法處理后，產生控制力矩電機的信號，以抵消擾動力矩使平臺穩(wěn)定并跟蹤目標。圖 2.1 方案整體設計圖2.1 主控芯片的選擇與論證主控芯片的選擇與

7、論證TMS320F28335 型數(shù)字信號處理器 TI 公司的一款 TMS320C28X 系列浮點DSP 控制器。與以往的定點 DSP 相比，該器件的精度高，成本低， 功耗小，性能高，外設集成度高，數(shù)據(jù)以及程序存儲量大，A/D 轉換更精確快速等。TMS320F28335 具有 150MHz 的高速處理能力，具備 32 位浮點處理單元，6 個 DMA 通道支持 ADC、McBSP 和 EMIF，有多達 18 路的 PWM 輸出，其中有 6 路為 TI 特有的更高精度的 PWM 輸出 (HRPWM)，12 位 16 通道 ADC。得益于其浮點運算單元，用戶可快速編寫控制算法而無需在處理小數(shù)操作上耗費

8、過多的時間和精力，與前代 DSC 相比，平均性能提高 50%，并與定點 C28x 控制器軟件兼容，從而簡化軟件開發(fā)， 縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。與作用相當?shù)?32 位定點技術相比，快速傅立葉轉換（FFT）等復雜計算算法采用新技術后性能提升了一倍之多。這些特點使得 TMS320F28335 非常適合于本設計伺服2控制系統(tǒng)使用。2.2 陀螺的選擇與論證陀螺的選擇與論證本系統(tǒng)所采用的陀螺儀為動力調諧陀螺儀，與常用的輸出位置信號的液浮陀螺不同，該陀螺輸出的是速率信號，經過調研該型陀螺是目前國內同等體積下精度較高的一款陀螺儀。動力調諧陀螺儀是一種雙自由度陀螺儀，它利用可以準確補償摩擦力矩的撓性支承懸掛

9、陀螺轉子，消除了摩擦干擾力矩，結構簡單，性能可靠。外環(huán)的轉子通過外扭桿與內環(huán)的平衡環(huán)相連，平衡環(huán)通過內扭桿與力矩電機軸相連，轉子可以繞內外軸線轉動，是目前比較常用的一款陀螺儀2.3 力矩電機的選擇與論證力矩電機的選擇與論證執(zhí)行元件影響著被控對象的運動狀況與系統(tǒng)精度。通常選用電機作為穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件。目前使用的電機有：直流伺服電動機、交流伺服電動機、步進電機以及直流力矩電機等。根據(jù)平臺穩(wěn)定系統(tǒng)低轉速、大轉矩的工作要求，選用直流力矩電機作為穩(wěn)定平臺伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件。其主要特點是可以長期在堵轉狀態(tài)下運行，和負載直接相連無需加裝減速齒輪，避免了空回除此之外，力矩電機還具有反映快、精度高

10、!藕合剛度大、低轉速、線性度好，體積小等優(yōu)點。2.4 位置檢測元件的選擇與論證位置檢測元件的選擇與論證平臺的環(huán)架位置就是各個環(huán)的力矩電機所轉動的角度，比較常用的獲取電機轉角的裝置主要有光電編碼器和旋轉變壓器等。在工業(yè)生產中光電編碼器的精度可以做到很高，測量范圍廣，且很多數(shù)字控制器都有專用外設結構與其相匹配，所以其使用更為廣泛。但在此處力矩電機的轉動角度比較小，轉速快慢變化范圍較大，并且由于系統(tǒng)使用環(huán)境存在大沖擊等惡劣因素，電機角度采樣裝置除了需要能精確地反映電機真實的轉角外，還需要有較強的抗沖擊和抗誤差能力。旋轉變壓器是在測角系統(tǒng)中廣泛采用的一種高精度角度傳感器，精度高、動態(tài)性能好、抗干擾能力

11、強，尤其適用于高溫、嚴寒、潮濕、高速、振動等環(huán)境惡劣、旋轉編碼器無法正常工作的場合。它利用電磁感應原理將直線位移或轉動角度精確地轉換成電信號，按極對數(shù)可以分為單對極和多對極型。由于粗機（單對極旋轉變壓器）測量范圍大但精度低，精機（多對極旋轉變壓器）測量范圍小但精度高，在測量電機角度時一般都采用精機和粗機相組合的方式獲取準確角度。3. 系統(tǒng)硬件與原理圖設計系統(tǒng)硬件與原理圖設計3.1 最小系統(tǒng)外圍電路最小系統(tǒng)外圍電路JTAG 接頭是 DSP 與仿真器的接口，通過該接口可以很方便的對 DSP 進行仿針和調試，圖 3.1 所示為無緩沖器的簡易接法。需要注意的是當 JTAG 接口與 DSP 的距離大于

12、15cm 時應當考慮增加信號緩沖器。圖 3.1 JTAG 接口TMS320F228335 的最高主頻為 150MHZ，為了正常工作需要為其提供時鐘輸入信號。有兩種時鐘提供方式，一種是直接使用外部振蕩器提供，另一種是使用 DSP 內部振蕩器但需要外接石英晶振如圖 3.2 所示。從易實現(xiàn)性和成本上考慮使用后種方式來為 DSP 提供時鐘輸入。圖 3.2 石英晶振電路電源和復位電路如圖 3.3 所示。一路輸出穩(wěn)定 3.3V 電壓，另一路選擇=18.2K，由式 3.1 可以得到輸出電壓為 1.9V。兩路電壓通過 TPS3305-18 來1R監(jiān)測電壓穩(wěn)定情況，在按下手動復位按鍵和電源電壓不穩(wěn)時復位 DSP

13、。4圖 3.3 電源和復位電路3.2 旋轉變壓器旋轉變壓器-數(shù)字轉換器電路數(shù)字轉換器電路圖 3.4 中 S1，S2，S3，S4 為旋轉變壓器輸出信號，CDD0CSD11 為對應的數(shù)字輸出量。為了將所有輸出位一次性送出，需要將 BYSEL 信號至高或者懸空，信號為模塊的片選信號，當需要讀取輸出數(shù)據(jù)時需要將其置低，INH為數(shù)據(jù)輸出使能信號可以接控制器的，BUSY 信號為模塊轉換完成標志，ENRD當轉換完成時輸出一個高脈沖。圖 3.4 旋轉變壓器-數(shù)字轉換電路其供電電源電路如圖 3.5 所示，電源轉換模塊輸入為 26V 直流電，輸出26V、400HZ 交流電源。圖 3.5 26V 交流電源53.3

14、濾波采樣電路濾波采樣電路如前所述，陀螺速率信號、操縱瞄準信號和漂移補償信號等需要進行濾波采樣，幾種信號的采樣電路結構相似，以陀螺速率信號采樣電路為例，如圖 3.6所示，信號經過前置差分放大電路進行減噪處理后，通過 RC 低通濾波器濾除速度信號中的高頻噪聲干擾，再經過電壓跟隨器進行前后級的隔離，最后通過模數(shù)轉換轉換為對應數(shù)字量。圖 3.6 陀螺速率信號采樣電路系統(tǒng)需要采集的模擬量比較多，對應需要讀取的信號線就多，但 DSP 的數(shù)據(jù)線和板卡面積有限，而且對數(shù)字控制系統(tǒng)來說，對信號量的讀取是分時進行的。因此從各方面考慮沒有必要為每個讀取的模擬量單獨配置一個模數(shù)轉換芯片，這就要求必須使用緩沖器件對信號

15、進行鎖存以便分時進行讀取。以陀螺速率信號的漂移補償和零偏補償電路為例，就使用了多路開關來分時選通補償量進行補償。如圖 3.7 所示，該多路開關最多可以選通 8 路模擬信號，實際中只使用了 4 路。圖 3.7 多路開關對于并行數(shù)據(jù)，使用 54HC541 為鎖存緩沖器電路，如圖 3.8 所示。由于鎖存輸出信號為 5V 電平標準，需要 54ALVC16245 進行電平轉換，如圖 3.9 所示。6圖 3.8 鎖存緩沖器電路圖 3.9 電平轉換電路3.4 電機驅動電路電機驅動電路如圖 3.10 所示，DSP 輸出的兩路 PWM 驅動信號經過光耦 HCPL2601 隔離后送至集成驅動器 MC33486 用

16、以驅動電機，MC33486 的控制信號以及反饋信號也通過光耦進行隔離。由 7805 構成的電壓轉換電路給光耦位于電機側信號提供單獨的+5V 電源。圖 3.10 電機驅動電路73.5 通信電路通信電路CAN 通信和 SCI 串行通信電路如圖 3.11 所示，本系統(tǒng)使用的 CAN 通信速率達到了 1Mb/s，SCI 串行通信采用了 115200bit/s 的波特率，經過實際調試，兩路通信正常穩(wěn)定，板卡間信息交互良好。圖 3.11 CAN 和 SCI 串行通信電路對于 CAN 通信與 MRC 總線通信轉接電路，由于使用的 RAM 只有 4K，實際只使用了 1K，而 DSP28335 外設總線接口的

17、ZONE0 區(qū)，可以訪問 8K 的地址空間，所以其訪問范圍是足夠的。在此使用 28335 的 ZONE0 區(qū)訪問信號線作為該雙向 RAM DSP 側片選，另一側接 MRC 總線控制器，其電路圖如圖3.12 所示，設置 RAM 為字訪問模式。圖 3.12 雙向 RAM 應用電路83.6 閉鎖電路閉鎖電路穩(wěn)定平臺在斷電情況下是無法正常工作的，為了使平臺方位軸和俯仰軸在斷電情況下不隨載體的運動顛簸作無規(guī)則運動，保護上反光鏡和機械裝置，本系統(tǒng)設置了閉鎖保護電路用于在斷電情況下鎖定穩(wěn)定平臺。其工作電路如圖3.13 所示，由于閉鎖電機是大電流設備，同樣使用光耦對控制信號和功率設備進行隔離，閉鎖電路不需要高

18、頻觸發(fā)，所以在此處使用了導通頻率相對不高的普通光耦完全滿足使用要求。輸入高電平將使穩(wěn)定平臺處于閉鎖狀態(tài)，反之則打開電磁鐵，系統(tǒng)工作時應打開閉鎖狀態(tài)的電磁鐵。圖 3.13 閉鎖電路3.7 電源隔離電路電源隔離電路由于數(shù)字電源通常均含有高頻干擾，因此模擬電源與數(shù)字電源不能直接相連通，需要經過磁珠之類的元件進行一定的隔離，如圖 3.14 所示。圖 3.14 共地電路94. 軟件設計與流程軟件設計與流程4.1 主程序框架主程序框架系統(tǒng)中用到了 DSP 芯片的多個模塊，需對其進行初始化。另外，系統(tǒng)在運行過程中，我們定義了多種狀態(tài)，為了標識這些狀態(tài)，定義一個標志位 flag，通過 flag 的值來記錄和識

19、別系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)。對于這些狀態(tài)的具體定義，會在后面詳細介紹。如圖 4.1 為系統(tǒng)的主程序框圖。系統(tǒng)一開始先關閉所有中斷，對系統(tǒng)初始化，然后對用到的模塊進行初始化，再設置中斷向量表，完成這些工作后打開中斷，等待中斷。中斷程序是用來處理信號采集、控制算法計算等工作。開始系統(tǒng)初始化關中斷定時器初始化CAN初始化IO口初始化系統(tǒng)狀態(tài)標志位flag初始化中斷向量設置開中斷運行圖 4.1 系統(tǒng)主程序框圖4.2 中斷程序設計中斷程序設計整個系統(tǒng)的運行主要依賴于中斷程序的運行，中斷程序的設計直接關系到系統(tǒng)的信號采集、算法計算以及控制執(zhí)行。因此可以說中斷程序的設計是整個軟件設計的核心。由于陀螺信號的精度對系

20、統(tǒng)影響非常重要，因此對于陀螺信號的采集頻率要求很高。這就要求定時中斷的間隔時間盡可能短。又由于信號采樣、信號處10理、控制計算都要在中斷程序內完成，在中斷的間隔時間內必須保證能完成這些工作。因此在綜合考慮了這兩個因素后，將定時中斷的時間定為 100us。在這個時間內，能兼顧上述兩種情況。陀螺的采樣需要在每次中斷執(zhí)行中都完成一次，而旋轉變壓器的采樣則不用這么頻繁，控制算法的執(zhí)行頻率也不用這么高。因此在定時中斷程序內定義一個計數(shù)器 count_interrupt，將中斷任務分為十次一組，count_interrupt 在不同的值時對應不同的任務。具體安排如表 5.1：表 4.1 中斷任務分配cou

21、nt_interrupt 的值對應的任務0陀螺儀信號采樣1陀螺儀信號采樣、置位調零選通信號2陀螺儀信號采樣、采樣調零信號3陀螺儀信號采樣、置位調漂選通信號4陀螺儀信號采樣、采樣調漂信號5陀螺儀信號采樣6陀螺儀信號采樣7陀螺儀信號采樣、采樣旋轉變壓器信號8陀螺儀信號采樣9陀螺儀信號采樣、計算并輸出控制量中斷程序流程圖如圖 4.2。圖 4.2 中的 tiaoling_tiaopiao_count 是用來計數(shù)保證每隔 0.1s 的時間計算一次調零調漂的補償值。中斷程序中，首先判斷中斷任務計數(shù)器 count_interrupt 是否為最大值，是則清零，否則累加。然后進行陀螺儀信號的采樣，這是每次進中斷

22、都要運行的，目的是為了采集到盡可能多的數(shù)據(jù)來保證信號的精度。然后根據(jù)中斷任務計數(shù)器的值，按照表 5.1 分別執(zhí)行響應的任務。在 count_interrupt=9 時，任務是計算并輸出控制量，這里還要根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài) flag 的不同分別進行不同的算法計算，論文后面將會詳細介紹系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的工作過程。在完成了以上工作后，計數(shù)器 tiaoling_tiaopiao_count每計數(shù)滿 1000 次就計算一次調零調漂的補償值。由于調零調漂的采樣值相對穩(wěn)定，因此計算補償值的周期不需要很短。11開始count_interrupt=9?count_interrupt加1NYcount_interrupt

23、=0陀螺儀信號采樣count_interrupt=1?count_interrupt=2?count_interrupt=3?count_interrupt=4?count_interrupt=7?count_interrupt=9?NNNNN計算并輸出控制量采旋轉變壓器信號調漂信號采樣置位調漂選通信號調零信號采樣置位調零選通信號YYYYYYtiaoling_tiaopiao_count=1000?計算調零調漂補償值；清零計數(shù)器清中斷標志位YNtiaoling_tiaopiao_count加1結束N圖 4.2 中斷程序流程圖125. 系統(tǒng)測試與分析系統(tǒng)測試與分析5.1 系統(tǒng)調試環(huán)境系統(tǒng)調試環(huán)境

24、最終成型的板子實物圖如圖 5.1 和圖 5.2 所示，其中圖 5.1 為俯仰軸控制電路板，圖 5.2 為方位軸控制電路板。系統(tǒng)在具備雙軸陀螺穩(wěn)定平臺系統(tǒng)樣機的基礎上，進行了一系列的調試。圖 5.3 為系統(tǒng)功能樣機，圖 5.4 為系統(tǒng)調試環(huán)境，主要包括電腦、26V 直流電源、示波器、控制箱、仿真器、CAN 通信板卡等。如前所述，在調試的過程中可以通過 CAN 通信在 CCS3.3 開發(fā)環(huán)境中對接收到的數(shù)據(jù)進行實時顯示分析，也可以通過 CAN 通信板卡在上位機界面上對系統(tǒng)狀態(tài)進行觀察分析、發(fā)送控制命令、調節(jié)控制算法參數(shù)等。5.2 系統(tǒng)靜止狀態(tài)下伺服控制調試結果系統(tǒng)靜止狀態(tài)下伺服控制調試結果系統(tǒng)工作

25、于靜止狀態(tài)下伺服控制模式時，主要的功能就是根據(jù)指令調轉到相應的位置并相對基座坐標系保持位置不變。初上電時系統(tǒng)打開處于閉鎖狀態(tài)的電磁鐵，然后進入靜止狀態(tài)下伺服控制尋零，并保持在零位。平臺開始上電時電磁鐵為閉鎖狀態(tài)，在 7.08s 時系統(tǒng)切換到靜止狀態(tài)下伺服控制模式，電磁鐵開鎖，控制方位電機和俯仰電機旋轉，使方位和俯仰方向歸零（方位和俯仰方向上旋變角度值為零） ，平臺響應曲線如圖 5.5 所示，經過3s 系統(tǒng)歸零且一直穩(wěn)定在零位。經測試平臺穩(wěn)定誤差為mrad，即上下波0.05動一個碼位。圖 5.1 俯仰板電路圖13 圖 5.3 系統(tǒng)功能樣機圖5.4 系統(tǒng)調試環(huán)境靜止狀態(tài)下伺服控制狀態(tài)下穩(wěn)瞄裝置可以

26、切換到方位和俯仰上的任意角度，調試中 4.23s 處輸入命令使方位角從 0 到 409.5mrad，俯仰不變。經過 7.53s 方位和俯仰角度誤差為mrad 以內，到 25s 處誤差為零，實驗效果如圖 5.6 所0.5示。由于實驗條件的限制，平臺基座受到小擾動信號為認為觸碰基座產生擾動效果，實驗效果如圖 5.7 所示。圖 5.2 俯仰板電路圖14050010001500200025003000-40-20020Time(10ms)仰 仰 仰 仰 仰 0.05mil仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰050010001500200025003000-10000100020003000Time仰 10ms仰

27、仰 仰 仰 仰 仰 0.05mil仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰圖 5.5 切換到靜止狀態(tài)下伺服控制模式平臺響應圖050010001500200025003000-50000500010000Time仰 10ms仰仰 仰 仰 仰 仰 0.05mil仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰050010001500200025003000-20-1001020Time(10ms)仰 仰 仰 仰 (0.05mil) 仰 仰 仰 仰 仰 仰圖 5.6 方位角度切換平臺響應圖5.3 系統(tǒng)運動狀態(tài)下穩(wěn)定控制調試結果系統(tǒng)運動狀態(tài)下穩(wěn)定控制調試結果由于實際中沒有給定跟蹤速度的操縱桿，所以在調試時我們使用 CAN 通信來設定跟蹤

28、速度給定值以及該值對應的標度因數(shù)，通過動態(tài)修改跟蹤速度給定值的方式來模擬操縱桿給定跟蹤速度。這里給方位環(huán)加入約的操縱速0.8 / s度，從圖 5.8 可以看到方位環(huán)原處于穩(wěn)定控制下的穩(wěn)定狀態(tài)，加入操縱速度后可以看到，方位電機迅速跟隨操縱速度運動，運動軌跡整體呈線性，從橫軸約152100 點開始到 2500 點運動了約 566 個碼值，即在 1.923s 內運動了，運動1.554速度約為，跟蹤較為準確。0.808 / s050010001500200025003000-20-10010Time(10ms)仰 仰 仰 仰 (0.05mil) 仰 仰 仰 仰 仰 仰05001000150020002

29、5003000-4-2024Time(10ms)仰 仰 仰 仰 (0.05mil) 仰 仰 仰 仰 仰 仰圖 5.7 平臺基座受到擾動下的響應050010001500200025003000-1600-1400-1200-1000-800-600-400-2000200Time仰 10ms仰仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 0.05mil仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰圖 5.8 方位環(huán)跟蹤運動軌跡給俯仰環(huán)加入約的操縱速度，從圖 5.9 可以看到俯仰環(huán)原處于穩(wěn)定模1.6 / s式下的穩(wěn)定狀態(tài)，在加入操縱速度后，俯仰電機迅速作出響應，從運動軌跡看基本無失真。俯仰電機從橫軸 2000 點到 250

30、0 點運動了約 1440 個碼，即在 2.5s內運動了，對應運動速度為，從運動軌跡看俯仰環(huán)跟蹤準確性能3.9551.58 / s良好。16050010001500200025003000-3000-2500-2000-1500-1000-5000500Time仰 10ms仰仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 0.05mil仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰 仰圖 5.9 俯仰環(huán)跟蹤運動軌跡當系統(tǒng)處于運動狀態(tài)下穩(wěn)定控制時，給系統(tǒng)基座水平方向加入一定的擾動最大幅值約為，從圖 5.10 可以看到，系統(tǒng)能夠很好的隔離擾動速度的影響，3 / s保持位于俯仰環(huán)的視軸穩(wěn)定。在沒有給定操縱速度時，基座水平移動下光電裝置水平方向保持在正負 0.25mrad 范圍內，垂直方向保持在正負 0.05mrad 范圍內。擾動速度撤去后能夠迅速回到零位且