二维加速度矢量转台控制系统设计毕业设计开题报告

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1、 毕业设计开题报告 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 学学 院院 、 系系 ： 信息与通信工程学院电气工程系 专专 业业 ： 自动化 设设 计计 题题 目目： 二维加速度矢量转台控制系统设计 指 导 教 师指 导 教 师 : 2012 年 3 月 15 日 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000 字左右的 文献综述： 文文 献献 综综 述述 一、 本课题研究的背景和意义 航空航工业作为衡量一个国家科技能力的行业，越来越受到各国政府的重视，并投 入了大量的财力人力物力用于该行业的研发。该行业的发展对于政治、国防、经济乃至

2、于人民的生活都有着重要的意义1。早期的同步卫星定位，航天飞机的成功发射，导弹 的精确制导，都离不开高精度的惯性导航和制导系统。导航制导系统中，关键元部件是 陀螺仪和加速度计。 其精度的高低直接影响着对惯性系统的精确定位。 在实际的运行中， 必不可少的会遇到各种干扰，进而导致误差。要评价惯性导航系统，一种是运用惯性导 航系统进行导弹实弹打靶，另一种是采用测试仿真设备进行模拟2。 仿真测试转台是航空航天领域中进行地面半实物实时仿真和测试的一种关键硬件 设备，是一种复杂的机电耦合设备，在飞行器的研制过程中起着关键的作用，它能够模 拟飞行器在空中的各种姿态角运动，复现其运动时的的各种动力学特征，对飞行

3、器的制 导系统，控制系统以及相应器件的性能进行反复测试，获得充分的实验数据，并根据数 据对系统进行重新设计和改进，达到飞行器总体设计的性能指标要求3。在军事上，雷 达天线的自动瞄准跟踪控制，高射炮，战术导弹发射架的瞄准运动控制，坦克，军舰的 炮塔运动控制等都是基于二位数控转台的运动控制，所以其进行研究有重要的现实意 义。所以说，转台性能的好坏直接关系到仿真实验的可靠性和置信度，是保证航空航天 系列产品及武装系统精度和性能的基础， 在航天工业和国防建设的发展中具有重要的意 义4。 二、 国内外研究现状 由于惯性导航系统和制导系统在航空航海和航天领域中有着举足轻重的低位，长 期以来各国在飞行仿真转

4、台的研究上花了大量的人力财力和物力， 其中以美国， 俄罗斯， 德国，法国等投入的最多，美国是研制飞行仿真转台最早的国家，当然，器飞行仿真转 台技术目前也是世界上最好的5。相对于美国等发达国家，我国的仿真转台的研究起步 很晚，起始于 1965 年，比美国晚了近二十年，但是我国的研制速度还是很快的，尤其 是近年来，我国正在缩短与发达国家的距离6。 世界上的第一台转台是 1945 年由美国麻省理工学院仪表实验室研制成功的， 定为 A 型转台，采用普通滚珠轴承，用交流力矩电机驱动，角位置测量元件采用滚珠与微动开 关，由于采用的元件精度比较低，加上没有经验可以借鉴，该转台存在许多缺点，精度 也只能达到角

5、分级， 实际上没有投入使用。 之后， 麻省理工学院经过多年的改进和研究， 先后成功研制出了 B 型转台、C 型转台和 D 型转台7。六十年代后，高精度的电机和高 分辨率的测量元件出现，人们开始对转台的重要部件如轴承、驱动马达和监测元件进行 了系统的改进，研制成功了专用于转台的空气轴承和液压轴承，将转台的技术水平推向 了一个新台阶8。 随后， 美国的欧思一伊利诺斯公司的菲克系统分公司又研制出了 T-800 型伺服转台，它标志着美国的转台设计己经达到了一个新水平。同时诞生了一些专业生 产转台的公司，如美国的 CGC 公司、Carco 公司、德国的 MBB 公司等9。 CGC 公司于 1969 年有

6、两个精密仪器公司合并而成，1974 年，美国的欧文斯-伊利 诺斯公司的菲克系统分公司并入 CGC 公司，从此，飞行仿真转台的研制进入了一个高速 发展阶段。20 世纪 80 年代，CGC 公司又研制改进了转台 ITATT， 用来测量高精度惯性 制导与导航系统。ITATT 型转台的许多性能指标代表了当时转台技术发展的最高水平， 设计中采用的许多新技术和新措施对后来的转台发展来说具有较强的指导意义10。当 前，由于美国的海陆空军和民用部门应用惯性系统越来越多，对陀螺精度要求也越来越 高，因此转台的研制进入了一个飞速发展时期。目前转台多采用力矩电机直接驱动和计 算机控制，精度和性能已经达到了很高的水平11。在国际上，由于惯性制导技术受到世 界上技术先进国家和发展中国家的普遍重视，所以美国、俄罗斯、英国、法国、瑞士、 中国、印度等国都投入了大量的资金和人力从事转台的研制。其中，美国的转台研究一 直处于世界领先水平，其次，德、英、法和瑞士等国研制的转台也具有一定代表性，性 能和质量仅次于美国12。 我国的转台研制虽然比发