*一章介紹光電跟蹤系統(tǒng)的概念及組成,并對光電跟蹤系統(tǒng)中的現(xiàn)有伺服控制算法和控制器的發(fā)展現(xiàn)狀進行了簡要總結(jié)。第二章介紹了復合控制、等效復合控制和共軸跟蹤原理。并提出利用ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對脫靶量,伺服轉(zhuǎn)臺位置、速度和加速度進行數(shù)據(jù)融合得到目標位置、速度及加速度,構(gòu)成共軸跟蹤。第三章針對ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運算量大和歷史時刻數(shù)據(jù)重復學習訓練,對ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進行優(yōu)化,縮短了運算時間,運算時間大約為4.58ms,達到了光電跟蹤系統(tǒng)的實時性要求。并根據(jù)某光電跟蹤系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺的實驗數(shù)據(jù)進行了ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合仿真。第四章針對實現(xiàn)共軸跟蹤需要的信息源,在伺服轉(zhuǎn)臺上安裝了角加速度傳感器。分析了角加速度傳感器的工作原理和模型,利用頻率測試法得到角加速度傳感器的傳遞函數(shù),并進行滯后補償。通過實驗比較了在角加速度傳感器和光電位置編碼器兩種方式下,分別得到的伺服轉(zhuǎn)臺的速度和加速度信號的優(yōu)劣。第五章基于Compax3伺服控制器建立了光電跟蹤伺服平臺,對平臺的主要參數(shù)進行性能測試。用程序模擬了光電探測器的特性,并進行了共軸跟蹤實驗驗證。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,伺服控制技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,對伺服控制系統(tǒng)的精度要求也越來越高。伺服系統(tǒng)的精度主要受伺服控制器和控制方法的影響,因此選擇高性能控制器和采用先進的控制算法是提高跟蹤精度的主要途徑。本書基于先進的Compax3伺服控制器建立伺服控制系統(tǒng),并在此系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行了探討和實驗驗證。
首先,簡要介紹了伺服控制系統(tǒng)的組成和基本性能要求;概述了伺服控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用實例。
接著介紹了利用頻率分析方法得到被控對象數(shù)學模型的方法,并介紹了常用的伺服控制方法,給出了代表高精度伺服控制系統(tǒng)最高水平——光電跟蹤系統(tǒng)的各種先進控制算法。
介紹了光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器和加速度傳感器的工作原理及其數(shù)學模型;用頻率測試法測試了加速度傳感器的傳遞函數(shù),并在此基礎(chǔ)上對其進行了補償。針對角加速度計和編碼器獲取伺服控制系統(tǒng)被控對象運動狀態(tài)的兩種方式,并用實驗方法驗證了其各自的特點。
介紹了基于微處理器的伺服控制器、基于通用計算機的伺服控制板卡、PC104伺服控制器、基于DSP的伺服控制器和Compax3伺服控制器;基于Compax3伺服控制器構(gòu)建了伺服控制系統(tǒng),并對系統(tǒng)進行了性能測試和頻率分析。
介紹了ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理;提出基于ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對歷史數(shù)據(jù)進行學習訓練,并根據(jù)學習訓練結(jié)果對跟隨目標及被控對象位置、速度和加速度進行數(shù)據(jù)融合得到跟隨目標位置、速度及加速度;用8次多項式插值方法得到目標的歷史狀態(tài),通過算法優(yōu)化減少了ELM系統(tǒng)的運算量,滿足伺服控制系統(tǒng)的實時性要求;最后,基于某光電跟蹤系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)進行仿真;贑ompax3伺服控制器建立光電跟蹤伺服系統(tǒng),測試系統(tǒng)的性能,并對本書提出的共軸跟蹤進行實驗驗證和實驗結(jié)果分析。
王威立,1979年9月19日生,河南省駐馬店人,現(xiàn)工作于鄭州航空工業(yè)管理學院機電工程學院。2012年畢業(yè)于中國科學院長春光學精密機械與物理研究所獲博士學位。主要從事光電跟蹤與伺服控制技術(shù)的研究。
第1章 緒論
第2章 常用伺服控制方法
第3章 伺服控制系統(tǒng)反饋信息源
第4章 伺服控制器的發(fā)展及新技術(shù)
第5章 伺服控制新技術(shù)
第6章 總結(jié)與展望
附錄A
附錄B
附錄C
參考文獻