伺服控制及其應用課件

伺服控制及其應用內(nèi)容提要伺服系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成應用舉例LOS系統(tǒng)dSPACE應用討論伺服系統(tǒng)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)行機構(gòu)

舉例－電機伺服控制、液壓伺服控制、其他

領(lǐng)域－舵機、軋鋼、其他

軍工－？系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成被控對象

執(zhí)行機構(gòu)、負載傳感器

反饋信號控制器

模擬控制器、數(shù)字控制器系統(tǒng)組成被控對象電機

電能機械能電磁閥

液壓系統(tǒng)其他

電磁線圈、加熱、壓電陶瓷軍工

？系統(tǒng)組成電機分類直流電機

力矩電機－直接驅(qū)動

伺服電機－齒輪減速交流電機

異步電機

同步電機

步進電機

無刷電機特殊電機

直線電機、旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)組成PWM電機控制雙極性控制 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)系統(tǒng)組成傳感器位置傳感器

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)電機特殊傳感器

陀螺儀，直線位移應用舉例精密伺服控制航天領(lǐng)域

慣性導航、天線、帆板控制航空領(lǐng)域

雷達天線、導引頭陸地領(lǐng)域

火控系統(tǒng)航海領(lǐng)域

減搖，測控系統(tǒng)LOS系統(tǒng)“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，激光束照射靶標5秒鐘即可摧毀目標，系統(tǒng)有效射程10公里，如果配以強大的電力支持，也可用于攻擊飛機。LOS系統(tǒng)2005年10月，洛克希德·馬丁公司交付了飛行轉(zhuǎn)塔，它是機載激光器系統(tǒng)中的最后一個分系統(tǒng)，在幾乎兩年內(nèi)進行了廣泛的改進，運抵愛德華茲空軍基地后開始裝到機載激光器飛機上。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裝置對大氣影響和飛行擾動進行修正，使高能激光束對準、到達并聚集到助推階段的彈道導彈上。LOS系統(tǒng)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)

電機伺服圖像系統(tǒng)

目標識別、目標跟蹤LOS系統(tǒng)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，激光束照射靶標5秒鐘即可摧毀目標，系統(tǒng)有效射程10公里，如果配以強大的電力支持，也可用于攻擊飛機。LOS系統(tǒng)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

LOS系統(tǒng)陀螺儀按控制量分

角位置陀螺儀、角速率陀螺儀按原理分

機械陀螺儀：液浮、撓性、微機械、微硅

光電陀螺儀：激光、光纖主要性能指標

長期穩(wěn)定性°/h、短期穩(wěn)定性°/h、帶寬、噪聲、線性度、范圍、標度因數(shù)等LOS系統(tǒng)視軸控制執(zhí)行器力矩電機

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％

LOS系統(tǒng)應用案例

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°/sec2LOS系統(tǒng)應用案例

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）400X590mmL