伺服控制及其应用

,*,恒润科技公司,Confidential,恒润科技公司,Confidential,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,伺服控制及其应用,内容提要,伺服系统,系统结构,系统组成,应用举例,LOS,系统,dSPACE,应用,讨论,伺服系统,什么是伺服控制,狭义伺服控制,随动控制,抗扰动控制,广义伺服控制,执行机构,举例电机伺服控制、液压伺服控制、其他,领域舵机、轧钢、其他,军工？,系统结构,控制系统结构,典型控制,前向通道、单位反馈,反馈控制,反馈通道,前馈控制,前馈补偿、改善动态性,内模控制,模型抵消、提高鲁棒性,系统组成,控制系统组成,被控对象,执行机构、负载,传感器,反馈信号,控制器,模拟控制器、数字控制器,系统组成,被控对象,电机,电能机械能,电磁阀,液压系统,其他,电磁线圈、加热、压电陶瓷,军工,？,系统组成,电机分类,直流电机,力矩电机直接驱动,伺服电机齿轮减速,交流电机,异步电机,同步电机,步进电机,无刷电机,特殊电机,直线电机、旋转变压器,系统组成,直流电机,力矩电机,力矩控制,低速平稳,应用雷达天线,伺服电机,齿轮减速,输出力矩大,应用舵机,系统组成,PWM,电机控制,双极性控制,50,占空比,低速平稳,分辨率低,单极性控制,换向信号,分辨率高,空间矢量,PWM,三相、,6,线、死区,系统组成,传感器,位置传感器,光电码盘，绝对、增量,旋转变压器，单极、多级,感应同步器，,霍尔传感器，低精度,速度传感器,位置传感器差分,测速发电机,特殊传感器,陀螺仪，直线位移,应用举例,精密伺服控制,航天领域,惯性导航、天线、帆板控制,航空领域,雷达天线、导引头,陆地领域,火控系统,航海领域,减摇，测控系统,LOS,系统,LOS,应用,可见光,间谍卫星、白天测星、望远镜、电视导引头,红外,预警卫星、红外夜视、低空导航、红外导引头,微米波,卫星数据链、多普勒雷达、雷达导引头,激光,激光测距、激光告警、激光武器,LOS,系统,“鹦鹉螺”激光武器也称战术高能激光武器,(THEL),，由激光器、指示追踪、火控雷达和指挥中心四个主要部分组成。其指挥控制中心可同时追踪,15,个目标，激光束照射靶标,5,秒钟即可摧毁目标，系统有效射程,10,公里，如果配以强大的电力支持，也可用于攻击飞机。,LOS,系统,2005,年,10,月，洛克希德,马丁公司交付了飞行转塔，它是机载激光器系统中的最后一个分系统，在几乎两年内进行了广泛的改进，运抵爱德华兹空军基地后开始装到机载激光器飞机上。飞行转塔是光速控制,/,火力控制系统,(BCFC),的心脏，采用全套阵列的镜面和光学装置对大气影响和飞行扰动进行修正，使高能激光束对准、到达并聚集到助推阶段的弹道导弹上。,LOS,系统,系统组成,有效载荷,可见光、红外、激光,框架平台,2,框架、,4,框架、,5,框架,伺服系统,电机伺服,图像系统,目标识别、目标跟踪,LOS,系统,视轴控制目的,视轴稳定,相对于惯性系,隔离运动,抵抗扰动,多框架,视轴跟踪,目标跟踪,捕获与跟踪,火控铰链,LOS,系统,视轴控制原理,视轴稳定,速度稳定回路,单位反馈控制,精度,40urad,视轴跟踪,位置随动回路,前馈控制,精度,100,角秒,“鹦鹉螺”激光武器也称战术高能激光武器,(THEL),，由激光器、指示追踪、火控雷达和指挥中心四个主要部分组成。其指挥控制中心可同时追踪,15,个目标，激光束照射靶标,5,秒钟即可摧毁目标，系统有效射程,10,公里，如果配以强大的电力支持，也可用于攻击飞机。,LOS,系统,视轴控制传感器,视轴稳定,陀螺测速,模拟量,旋转变压器测速,特殊模拟量,视轴跟踪,图像识别,串行通讯,旋转变压器测位置,特殊模拟量,LOS,系统,陀螺仪,按控制量分,角位置陀螺仪、角速率陀螺仪,按原理分,机械陀螺仪：液浮、挠性、微机械、微硅,光电陀螺仪：激光、光纤,主要性能指标,长期稳定性,/h,、短期稳定性,/h,、带宽、噪声、线性度、范围、标度因数等,LOS,系统,旋转变压器,极对数,单级、多级,工作原理,V=A*SIN(Wt),励磁电源：,1KHz,、,28V,角位置解调,滤波法、鉴相法,旋变解调模块,LOS,系统,视轴控制执行器,力矩电机,工作电压,28V,堵转转矩,4N.m,PWM,控制,PWM,频率,20kHz,双极性,50,功率级,MOSFET20kHz,PWM,输入,50,LOS,系统,应用案例,陀螺稳定系统参数,稳定性能,50 rad,俯仰转动角度,+15 -120,方位转动角度,360,连续,最大转动速度,60/sec,最大转动加速度,200/sec,2,LOS,系统,应用案例,物理参数,工作温度,-15 +45,湿度,10 95%,功率,小于,240W,输入电压,18 36V DC,主体重量,24.2Kg,主体尺寸（,X H）,400 X 590mm,LOS,系统,应用案例,红外热像仪参数,探测器类型,量子阱焦平面，,320240,视场角,宽视场：,18 13.5，窄视场：4 3,空间分辨率,宽视场：,0.98mrad，窄视场：0.22mrad,热灵敏度,0.03,电子变焦,4,倍数字,数字图像,全动态,14位图像数据,视场切换时间,小于,0.5秒,聚焦,自动或手动,LOS,系统,应用案例,数码照像机参数,传感器类型,CMOS,像素,1080,万,存储总量,1GB,视场角,20,光圈,自动光圈控制,聚焦方式,自动聚焦,接口形式,USB2.0,讨论,