MATLAB武装机器人稳定平台随动控制设计(2)
4．1 稳定平台控制回路的结构组成 18
4．2 稳定平台控制回路的数学建模 19
4．3 小结 24
5 对系统进行校正以及MATLAB的仿真 24
5．1 稳定平台的性能指标 24
5．2 频域法校正 26
5．3 MATLAB仿真 29
5．4 小结 32
结 论 33
致 谢 34
参考文献35
1 绪论
1.1 课题背景
陀螺稳定平台是一种同时具有机电一体化技术以及控制技术的设备。它的原理是以陀螺仪为主体，这样可以保证平台的稳定，使得载体在运动中不会发生偏离位置。该设备同样可以精确的测出负载的线加速度，测量中可以建立基准坐标系。安装在平台上的测量元件可以精确测出相应数据，所以称它是伺服系统的基础元件 。陀螺稳定平台主要应用于军事上，高端军事装备需要制导以及导航，它就是保证武器精确打击的主要装置。近年以来，武装机器人作为野战而用开始兴起，陀螺稳定平台也会主要运用在其中。
国防武器日新月异，当今对装备的要求是它的快速反应和机动性，同时各国努力提高武器瞄准，跟踪等性能，而这一切的基础就是需要有一个稳定的平台。本篇文章主要研究安装于武装机器人上的稳定平台，该平台确保机器人在动态中的自我位置的调节，同时可以保证一定方位跟踪控制，满足机器人在比较恶劣条件下的工作，而武装机器人的小型化和廉价化则被提了出来[2~6]。现如今各国对武器装备都提出一个条件：陆战装备必须有个能保证它自身精确定位打击的稳定平台，该平台可以确保载体的有效位移[5~8]。
此外，在民用方面，稳定平台在我们的生活中随处可见。例如我们平时看的卫星电视，它通过对卫星所发出的的信号的接受和放大，形成一定的图像，在这个过程需要与卫星之间的同步。渔船的捕猎鱼类，在深水中需要对鱼位置的精确定位。同时在消防，地质探测等等中也广泛应用 。为了让这些设备完美的实现这些功能，研究适应能力强，高度灵敏以及快速响应能力的稳定平台就成了发展的趋势。
1.2 国内外发展历史与现状
1.3 国内外发展趋势
1.4 本文主要研究内容与要求
(1)掌握稳定平台的基本原理，对陀螺不同的安装方式和工作原理做出比较，根据系统的性能指标要求选择合适的系统的硬件设备，搭建模拟样机，通过推导出相应的传递函数表达式，设计合理的控制系统；
(2)采用速度环和位置环双环控制系统模型，运用经典的频域法对控制系统进行了校正设计，并进行软件仿真；
(3) 掌握MATLAB/Simulink操作系统，搭建符合要求的软件开发环境，进行控制器最小系统以及外围接口电路的设计；研究符合设计要求的控制算法。
2 两自由度稳定平台的运动学分析
2.1 引言
稳定平台（stabilized platform），是指载体在平台上时，可以让其在惯性空间中文持一定的姿态不变，或在控制系统发出指示时控制作用在负载上的力矩，并且遵循一定规律达到控制载体运动形式的装置。而两自由度的稳定平台则保证被控对象在两个方向位姿不变。平台有两个自由度，代表着两个主轴的运动，主轴转动一个角度后，根据这个角度确定稳定平台此时的位姿。在通常情况下，稳定平台的运动学分析有两种情况：一是正运算，该运算是通过两个轴各自的转角确定平台的方位。二是逆运算，是通过平台的方位推导出两个轴在惯性空间中各自转动的角度。想要了解稳定平台控制系统的关键所在，平台自身的运动则是分析的重点。
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