稳定平台关键技术综述
物联网关键技术及发展综述

物联网关键技术及发展综述计算机应用技术黄月华11025008物联网关键技术及发展综述【摘要】在生活节奏快捷以及科技发达的今天,“物联网”逐渐成为人们热议的话题,本文阐述了物联网的概念与定义,介绍了物联网的关键技术,并对物联网的发展现状及未来展望进行了研究。
【关键词】物联网;RFID;传感技术;发展现状一、物联网的概念与定义物联网(Internet of Things),指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。
物联网是由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域,它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端。
物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。
物联网概念的问世,打破了之前的传统思维。
过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物, 而另一方面是数据中心, 个人电脑、宽带等。
而在“物联网”时代, 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施, 在此意义上, 基础设施更像是一块新的地球工地, 世界的运转就在它上面进行, 其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发数据,我们在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接,实现任何时间和任何地点的无处不在的网络连接。
二、国内外物联网发展现状从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。
如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。
PTT_POC技术综述

PTT/POC技术综述*徐 童1,2 廖建新1,2 (1 东信北邮信息技术有限公司 北京 100083) (2 北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室 北京 100876)摘 要 本文介绍了PTT(Push To Talk)/POC(PTT Over Cellular)业务的技术定位,标准和规范,对当前 PTT/POC业务的核心技术进行了分析,包括体系结构,信令协议以及服务器和终端的实现方式。
最后, 介绍了当前PTT/POC尚待解决的技术问题。
关键词 PTT POC OMA SIP PS IMS1 引言随着3G网络建设的临近,移动运营商对于新业务的需求也日益迫切。
现有的GSM/GPRS和cdma 1x网络的运营经验已证明: 2G/2.5G的移动网络已经能够满足用户对于窄带业务的需求。
而3G网络要想吸引用户,就必须提供能够充分利用3G网络带宽的优势,有足够吸引力的宽带业务。
在这种情况下,PTT(Push ToTalk)业务自然引起了业界的广泛关注。
PTT业务又称一键通,是一种实现了Walkie-Talkie功能的移动话音业务。
北美运营商Nextel的经验证明:PTT业务可以有效地提高ARPU,降低用户转网率(customer churn),同时对传统话音业务的业务量几乎没有影响。
这种特点使得PTT成为令运营商欢迎的业务,也因此成为近年来业界共同关注的技术热点。
2 PTT/POC的技术定位从技术上说,PTT业务是一种应用于一对一通信和群组通信的半双工的移动通信业务。
PTT业务的用户体验类似对讲机,呼叫方无需拨号,只要按下终端上的PTT键就进入了呼叫状态,可以立即发起对预定义个人或群组的呼叫;PTT键弹起后就进入了接收状态,来话无需振铃即可自动播放。
PTT业务同一时刻只允许一个人处于呼叫状态,系统通过判断各PTT用户按下PTT键的先后顺序以及预定义的优先级来决定呼叫权的分配。
PTT业务的概念起源于集群通信系统,在模拟集群通信系统和数字集群通信系统(如iDEN和TETRA)上都能够提供PTT业务。
stm32开题报告文献综述

stm32开题报告文献综述近年来,随着物联网技术的迅猛发展,嵌入式系统逐渐成为工业控制、智能家居、智能交通等领域的关键技术之一。
作为嵌入式系统中的一种重要开发平台,STMicroelectronics(意法半导体)的STM32系列微控制器以其稳定可靠的性能和丰富的外设功能,受到了广大开发者的青睐。
本文将对STM32开发平台的特点、应用领域和一些相关的研究工作进行综述,以期为后续的研究工作提供理论依据。
首先,STM32系列微控制器具有许多值得关注的特点。
首先是其强大的计算和处理能力。
STM32使用ARM Cortex-M系列处理器,这些处理器在性能和能效上表现优秀。
其次是丰富的外设功能。
STM32微控制器拥有多种外设,如通用异步收发器(UART)、并行外部总线(FSMC)和模数转换器(ADC),可满足不同应用领域的需求。
此外,STM32还具有可扩展性和可定制性,能够适应不同的项目需求。
综上所述,STM32系列微控制器在性能、功能和灵活性方面具有优势,成为了嵌入式系统开发的理想选择。
STM32系列微控制器在各个领域都有广泛的应用。
在工业控制领域,STM32可用于实现各种自动化控制系统,例如工厂自动化、智能电网等。
在智能家居领域,STM32可用于设计各种智能设备,如智能插座、智能灯具等。
在智能交通领域,STM32可用于开发车辆电子控制系统,提高汽车的控制性能和安全性。
此外,STM32还被广泛应用于医疗设备、航空航天等领域。
由于其稳定可靠的性能和丰富的外设功能,STM32系列微控制器在各个领域的应用均取得了优秀的效果。
在研究方面,STM32开发平台也吸引了众多学者和工程师的关注。
许多研究工作聚焦于STM32的性能优化和应用扩展。
例如,研究人员针对STM32的功耗进行了优化,通过降低功耗来延长系统的续航时间。
另外,一些研究关注于STM32在机器学习和人工智能领域的应用,通过利用STM32的计算能力和丰富的外设实现智能化控制。
oPc技术综述

oPc技术综述OPCfOLE for Process ( ontrot)是一氓为甚于Winder's操作平台的丁业应用程序之间提供高效信息集成和交互功能的组件对鏗模型接口标准■它以微软的分布式组件对象校型COM/DCOM/COM+技术为基础’无用客户/液务器模式冋。
OPC服务耦是数擔的供应方,负贵为OPC客户提供所我的数抵:0P匚客户是数据的使用方,处理UPC服务器提供的数在便用OPE的过程中’总是包括OPC服务器与OPC客户端,OPC服务器-纓并不知道它旳客户来源’由OPC客户根据需喫,接通或断开与OPC服务器的连接。
OPC技术是OLE在工业控制中的扩展,为以乂与常规OLE技术不同* OPC定义了一套适用于过程控制.支持过程数据访问、报警、事件与历史敷据访问等的功能按口.不管现场设备以何种形式存在、咨户都以统一的方乳去访问,从而保旺軟件对容户的透明性,便得用户冗全从底层的开发中脱离出来。
由于OPC规范基于OLE/COM技术,同时OLE/COM的扩展远程OLE自动化与DCOM技术支捋rCPZTP等多种网络协议,因此町以箱OFC客户端、脈务器在物理L分开.分布于网酪不同节点上〔却.目爾比较流行的计算机集贱制造系统是芙国先进制造研究中也(Advanced Manufacturing Re?亡远h+ AX4R)的企业资源规划(Fnterpnse Resource PJanningi ERPy制造执行系统(Manufacuring Executive Sysicm MESyil 12控制薪统(Pro亡亡油Conirol System h PCS) 三JE企业集成体系结枸.ft ERP/MES/PCS H层企业集成体系箱构中,卩C£层通越可编程逻辑控t!/^(Prograintrtabk Logic Controller^ PLC)、集St扌空制糸统(Dislributed Conirol System, DCS)或現场总线垫制系统,敛责对生产设备进行自动疫制,对生产过程实时监控卩叫在传统的过程控制系统中,PCS层的控制器往往来自不同的制造商,遵从不同的通讯标准,只能组成各自的控制系统,与特定的应用软件適讯"虽然某些网络2间可運过协议转换实现互联,但不具备普遍性.这样就存在两个数摇交換问蟲,一是计算机如何从现场设备采集数据;二是其它应用程序如何与它们进行实时数掘通讯。
智能电网及其关键技术综述

流输 电fA T ) 术 . 电系 统 中基 于 V C的 中压 F C S技 配 S
5高效 的 电网 。通过 高速 通 信 网络实 现对 运 行 ) 设 备 进行 在 线状 态 监测 .获取 设 备 的运 行 状 态 . 提 高 单 个 资源 的利 用 效率 . 体 优化 调 整 电网资 产 的 整 管理 和运行 . 现最低 的运 行维 护成 本及投 资 实 6市场 化 的 电网 智 能 电 网通过 市场 上供 给 和 1 需 求 的互 动 . 形 成更 为 紧密 与高 效 的 市场 行 为模 将 式 :通 过 有 效 的市 场 设 计 可 以提 高 电 力 系统 的 规 划 、 行 和 可 靠 性 管 理 水 平 , 而 促 进 电力 市 场 的 运 从
步 骤 、 重点 地予 以实施 。 应先试 点再 推广 。 有 且 2应 当优 先 发 展 坚 强 的输 电 网架 . 成 良好 的 1 形
一
次 系统 . 注意加 强 一 次 系统 运行 可 靠性 和操作 控
先 进 的电 网一 次设 备是 智能 电 网实现 的物理 基
础。以下 4 方面的电网设备技术发展值得关注 : 个 再生 能 源发 电和运 行技 术 : 电力 电子 技 术 : 大 容 量储 能技 术 : 导技 术 超
术。 21集成 的通 信技 术 .
智 能 电 网的通 信 系统 将 集 成各 种 通 信技 术 。 并 可 采 用 开放 式 的通 信 网架 , 有 高速 、 成 、 容 、 具 集 兼 双 向 的特质 .可 以动 态 响应 实 时信 息 与 功率 交互 . 为 智 能 传 感 器 和 控制 装 置 、 制 中心 、 护 系统 和 控 保 需 求响应 系统 提供 一个 安全 的 “ 即插 即用 ”的网 络
物联网通信技术的发展现状及趋势综述

物联网通信技术的发展现状及趋势综述随着科技的不断发展,物联网通信技术作为连接世界各地的设备和系统的关键技术,正日益受到关注和重视。
物联网通信技术的发展对于各行各业的发展和进步都有着重要的意义,如智能家居、智慧城市、工业自动化等。
本文将就物联网通信技术的发展现状及趋势进行综述,以期为读者带来全面的了解。
一、物联网通信技术的发展现状物联网通信技术是指利用互联网技术将物理世界中的各种设备和系统进行连接,实现信息的传输和交换。
在物联网通信技术的发展过程中,无线通信技术和传感器技术是其重要的支撑。
目前,物联网通信技术已经取得了良好的发展成果,主要体现在以下几个方面:1. 传感器技术的不断进步随着技术的不断进步,各种类型的传感器在物联网通信技术中得到了广泛应用。
温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,可以实现对环境数据的实时监测和数据采集,有助于实现对各类设备和系统的远程监控。
2. 无线通信技术的快速发展物联网通信技术离不开稳定高效的无线通信技术。
目前,蓝牙、Wi-Fi、NB-IoT、LoRa等无线通信技术在物联网领域得到了广泛的应用,为物联网设备之间的信息传输提供了可靠的支持。
3. 平台和云技术的成熟应用物联网通信技术需要一个强大的平台来支撑数据的处理和管理,云技术的成熟应用为物联网的发展提供了强大支撑。
如今,各种物联网平台和云服务已经为各行各业的物联网应用提供了强大的支持。
4. 应用场景的丰富多样物联网通信技术在智能家居、智慧城市、工业自动化、农业等各个领域都得到了广泛应用,为各行业的数字化转型提供了新的动力。
物联网通信技术在技术基础、应用场景等方面都取得了显著的成就,为各行各业的发展带来了新的机遇和挑战。
二、物联网通信技术的发展趋势在物联网通信技术的发展趋势方面,可以总结为以下几点:1. 5G技术的应用5G技术作为下一代移动通信技术,具有传输速度快、延迟低、连接密度高等特点,被认为是将对物联网通信技术产生深远影响的重要技术。
PaaS研究综述

PaaS研究综述摘要Gartner预测PaaS平台全球企业市场将从2011年的9亿美金增至2016年的29亿美金,每年复合增长率是26.6%。
在已经基本取得IaaS基础之后,研究PaaS平台刻不容缓。
本综述首先介绍PaaS的基本概念、功能和特性;然后汇总目前国内外著名的PaaS平台情况;之后针对PaaS的发展方向和盈利模式进行探讨,并对PaaS与行业、产业的结合展开讨论。
最后落脚到云计算产业研究所对PaaS的研发计划。
一、PaaS介绍1.1概念业界PaaS的认知分为好多种,狭义上讲有像Google App Engine这些最基本的开发平台,广义上讲有向SaaS上拓展的,诸如NetSuite公司的SuiteCloud之类平台(这种平台包括了专门针对某一种应用程序类型的预制业务对象),以及向IaaS上拓展的Windows Azure。
在此,我们更多的讨论狭义上的PaaS,也就是最核心的开发平台。
我们相信,只要把握住最核心的,就能根据企业的云计算战略的需求,向各行各业、各层次进行拓展。
PaaS(Platform-as-a-Service:平台即服务)是指将软件研发的平台作为一种服务,以SaaS 的模式提交给用户。
简单的说,PaaS平台就是指云环境中的应用基础设施服务,也可以说是中间件即服务。
PaaS平台在云架构中位于中间层,其上层是SaaS,其下层是IaaS,基于IaaS之上的是为应用开发(可以是SaaS应用,也可以不是)提供接口和软件运行环境的平台层服务。
PaaS也可以算作是SaaS模式的一种应用。
同时,PaaS的出现可以加快SaaS的发展,尤其是加快SaaS应用的开发速度。
PaaS能够提供企业进行定制化研发的中间件平台,同时涵盖数据库和应用服务器等。
PaaS可以提高在Web平台上利用的资源数量。
例如,可通过远程Web服务使用数据即服务(Data-as-a-Service:数据即服务),还可以使用可视化的API,甚至像800app的PAAS平台还允许你混合并匹配适合你应用的其他平台。
深海开发技术综述

深海开发技术综述近年来,人类对于深海的开发越来越深入,深海成为了人类探索的热点之一。
但是,深海环境恶劣,对于深海开发来说,技术难度极高。
本文将介绍一些深海开发技术,以及在深海开发过程中所需要的一些工具和设备。
一、海底机器人海底机器人是深海开发中最重要的工具之一。
它们能够在水下运行,执行测量、勘探、抽取样品等任务,代替人类进行作业,大大降低了工作人员的风险。
海底机器人主要分为遥控操纵型和自主工作型两类。
1.遥控操纵型遥控操纵型海底机器人需要由人类进行远程遥控,控制海底机器人执行任何任务。
这种海底机器人通常搭载各种测量仪器和摄像头,能够对水下环境进行详细观察和研究。
比较常见的遥控操纵型海底机器人包括美国的Jason和法国的VICTOR。
2.自主工作型自主工作型海底机器人能够自主完成任务,由指定程序或人工智能控制开展任务。
这些机器人重在其自主性能,不受远程控制室的干扰,更加稳定。
自主工作型机器人小巧、便携,可以在较狭窄的水域里工作。
比较典型的自主工作型海底机器人包括挪威的海盗和美国的Autonomous Remote Vehicle(ARV)。
二、声学探测技术声学技术是深海开发中重要的技术之一,几乎成了论证地球物理学的基础。
影响声学发射和接收的两个主要因素是水下环境的声速和水深。
因此,在深海开发中,声学技术是必不可少的。
1.多波束声纳多波束声纳是现代测量和勘探技术中的一项重要成果。
多波束声纳能够通过可调谐的实时软件进行过滤,使其输出具有高分辨率的图像。
多波束声纳在海洋环境中,能够有效地进行悬浮物和海底物的图像分析和三维比较,对于深海开发的工作任务至关重要。
2.构造叠加雷达构造叠加雷达是一个非常灵活且重要的声学测量设备。
它能够自由地切换介质,从而使其在海上或海底进行测量。
构造叠加雷达是石油探勘、海底井的定位和钻井前探查的一种非常有效的方法。
三、气压室气压室是在深海开发过程中一种非常重要的设备。
深海开发需要人员下潜进入海底,由于深度大,水压大,有可能会发生失压症等安全问题。
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稳定平台关键技术综述 0引言 从科索沃战争、伊拉克战争到最近的利比亚战争,局部战争成为主要的作战模式。与以往的区域攻击不同,现代局部战争的主要特点是快速反应、精确打击。为应对未来局部战争,做到敢打必胜,改进与研制武器装备,提高部队作战能力成为首要任务。 在我军车载陆战装备中,战术导弹、坦克、火炮等武器系统近些年来有了很大发展,射击范围和精度都有了很大提高。但与外军先进装备相比,行进间射击精度尚有较大差距,甚至大多装配的武器系统还无法实现行进间射击。行进间射击作为提高部队作战效率,增强武器装备自我防护能力的重要指标,已成为未来陆战装备的主要发展方向,同时这也使得对武器系统的改进与研制迫在眉睫。 瞄准线稳定技术是实现行进间射击、提高行进间射击精度的主要环节。它采用稳定平台对车体的航向、纵摇和横滚运动进行有效的隔离,使瞄准线在惯性坐标系下保持稳定。为提高陆战装备快速反应与精确打击能力,急需提高稳定瞄准的快速性、精确性、自适应性,因此本课题的研究具有重要意义。 1稳定平台国内外研究现状 在光电稳定平台中,陀螺稳定平台迄今得到了广泛的应用,它是采用一个环架系统作为光电传感器的光学平台,在平台上放置陀螺来测量平台的运动,陀螺敏感姿态角的变化经过放大以后驱动环架的力矩电机,通过力矩电机驱动平台使光电传感器保持稳定。在国外起初应用于手持式望远镜和瞄准具中,并在八十年代装备部队,现已广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载、天基等各种观测、摄像系统中。1996年,美国的航空红外制造商前视红外系统公司以电子新闻采集市场为目标推出了一种双传感器系统,它包括一个用于低照度的高分辨率红外摄像机和用于白天的标准广播摄像机,这两台摄像机一起被安装在一个紧凑
的三轴陀螺稳定的万向架中,能够提供50rad的图像稳定精度,意大利的Caselle-Torinese公司生产的11072Caselle-Torinese光轴稳定平台的旋转范围可以做到高低方位均为360~0,最大旋转速度为60/s,稳定精度为0.4mrad。英国的Ferranti Electro-optics公
司生产的FIN1155用于坦克的陆地导弹/稳定平台,其瞄准线的稳定精度达到了0.1mrad。法国的SAGEM公司研制的舰载对空红外全景监视系统可以在30~30的摇摆,10~10的纵摇时的稳定精度达到0.5mrad。1994年法国生产的“唯吉-105”型周视光
电火控红外系统,在方位为360~0,俯仰角为65~25范围内稳定精度为0.1mrad。以色列研制的ESP-1H采用两轴陀螺稳定平台,在方位角为360~0,俯仰角在
110~10的范围内,最大旋转速度为50/s的稳定精度高达50rad,而ESO-600C
的稳定精度高达15rad。 国内上世纪80年代开始研制瞄准具稳定平台,90年代逐渐展开了陀螺稳定平台的研制。北京618所90年代初期研制了机载陀螺稳定平台,其稳定精度可达到0.1mrad,中科院成都光电所承担的863子课题——快速反射镜成像跟踪系统,采用了二级稳定技术,并于1994年通过评审。华中光电技术研究所研制的舰载红外稳定平台的稳定精度为1mrad,清华大学精密机械与机械学系惯性导航研究室于1997年研制出机载瞄准线稳定跟踪系统,并交付部队使用。 车载稳定平台的研究开始于80年代后期,最初用于坦克炮长镜上以稳定瞄准线,其原理是在框架陀螺的转子上安装导光棱镜,以达到稳定瞄准线的目的,其稳定精度可达到0.2mrad,但瞄准范围仅仅是方位4、俯仰20~10,加之人机工程差,使用受到了 限制。此外,电子3所、长春光机所、西安应用光学研究所等都在开展该应用领域的研究工作,由于受到惯性元件技术的限制,以及研究成本较高,致使在稳定跟踪平台的改进与研制方面没有取得突破性进展,与国外差距较大。 常见稳定平台:
可见光导弹 光电吊舱
制导炸弹导引头 监控光电 火炮瞄准光电 2稳定平台实现的总体方案 2.1 稳定平台的主要技术指标 (1)转动范围:俯仰、方位、横滚 (2)跟踪精度 (3)稳定精度 (4)最大角速度 (5)最大角加速度 2.2 稳定平台技术实现总体方案 (1)稳定平台框架形式选取 光电侦察稳定平台的框架形式一般为双轴二框架稳定、 三框架三轴稳定、 四框架两轴稳定等, 依据稳定精度、 搜索范围的要求而定。
双轴二框架结构是将光电传感器等侦察设备置于相互正交的俯仰、 方位两个框架组成的平台上(如图1所示) , 通过陀螺敏感平台相对惯性空间运动, 然后经陀螺稳定回路驱动框架力矩电机, 克服外界干扰力矩, 达到稳定目的。两框架平台是一种非常成熟的、常规的稳定装置,其对于小负载、高精度的稳定是十分有效的。而对负载较重的侦查设备而言,按照目前的二框架平台系统的设计和工艺技术水平, 要使稳定精度达到微弧级是十分困难的。双轴二框架系统的跟踪角范围是很有限的, 很容易造成平台自锁或误差过大。在双轴二框架结构平台系统中, 跟踪只能实现瞄准线的轴线的稳定,即实现侦察设备在确定的方位上任一时刻都紧紧地瞄准目标, 达到最佳的效果, 而不能实现瞄准线绕自身轴系的旋转变化稳定, 即不能保证探测器得到的图像相对于惯性坐标系是稳定的, 直接影响跟踪系统的平稳性及动态跟踪精度。
三框架三轴稳定平台是一个有 3 个自由度的系统: 方位、 俯仰、 横滚, 是在双轴两框架的基础上增加一根横滚轴, 用于补偿由于载体姿态变化而引起的瞄准线绕自身轴系的旋转变化, 使其光电探测成像不再受载体随机摇摆扰动影响,实现图像相对于惯性坐标系的稳定。 与双轴两框架稳定平台系统相比,三框架三轴稳定平台系统能克服双轴两框架稳定平台系统稳定跟踪产生图像不稳定的原理缺陷。当载体发生姿态变化时,CCD视场内的固定目标的坐标会发生相应的变化,反映在驾驶员的视场内,则不仅有两个方向的平移,还有像的旋转。如果使用两轴稳定平台,则只能消除目标图像的平移,而不能消除像的旋转;而三轴稳定 平台则可以起到完全稳像的作用;同时由于瞄准线的稳定控制原理是由载体摇摆参数和瞄准空间参数计算出跟踪轴角状态参数, 驱动跟踪伺服机构, 实现瞄准线稳定, 因此控制复杂,在稳态精度、 响应时间、 稳定性等方面的要求较高。
四框架二轴光电稳定平台由内、 外框架、 光电轴角编码器、 导电环和执行电机等组成, 是捕获跟踪过程中实现瞄准线指向变化和瞄准线陀螺稳定的执行机构。外环架用于克服载体运动过程中干扰力矩对内环架稳定平台上侦察设备瞄准线 (即传感器视轴) 的影响, 保证设备的跟踪和成像质量达到总体技术指标要求, 外框架也是内框架的承载平台, 同时低精度随动于内环架, 使瞄准线始终确定在传感器正前方的窗口上, 提高了稳定精度; 内环架上安装光电侦察设备, 其作用主要用来稳定跟踪目标, 内环架的两个框架始终互相垂直,减小了几何约束耦合,从而对干扰运动起到更佳的隔离作用, 可以消除大角度运动的框架自锁, 而且通过内环架随动轴的小范围转动, 弥补了瞄准线和外方位轴平行所带来的影响,同时内环架系统不受外环境影响并且摩擦力小, 使内环架处于更良好的稳定环境, 易于提高系统的稳定精度。两个环架由各自的跟踪控制回路控制,相互独立,互不影响,因而易于控制。 采用四框架二轴结构, 不但可以克服双轴二框架的大角度失稳的缺点, 还可以克服三框架三轴控制较困难的缺点。但其结构较复杂, 自身重量较大; 内环架的惯量 (起稳定作用) 较小, 向给定传感器组提供的惯量较小,对稳定性有一定的影响。对于这种平台结构形式, 由于内框架和外框架之间有机械联接,外框架的运动会耦合到内框架上,使装在内框架上的陀螺仪敏感,从而影响内框架的精度控制。 综上分析,为兼顾稳定平台功能的完整性与结构设计的简单性,本课题采用三框架三轴稳定平台实现瞄准线的稳定控制。整个装置由装有陀螺仪、力矩电机及角位置传感器、光电传感器的三个框架通过轴承连接在一起,使环架之间能相互转动。框架从外到内依次为方位框、俯仰框和滚转框,各个框架轴由独立的直流电机或交流电机驱动,并使用一个精密的角位置传感器反馈。这种外装式整体环架结构形式的特点是结构紧凑,结构刚性大,系统精度及结构谐振频率较高。 (2)控制系统总体设计 控制系统总体实现框架如图所示,整个系统是一个典型的伺服系统,陀螺和测角系统反馈被控状态量到主控核心,主控核心通过相关规则与算法将对反馈量进行处理,并送出控制量到驱动系统,驱动力矩电机做出相应动作,实现对俯仰、横滚、方位三个方向的稳定控制,最终实现瞄准线的稳定控制。 3稳定平台控制算法 对稳定平台的控制,需要设计适合的算法,在快速性、稳定性、自适应性、精确性等方面达到最优,才能保证光电系统的稳定瞄准。 (1) PID控制 PID控制算法是工程应用最广泛的算法,其控制框图如图所示。其中E(S)为误差信号,
U(S)为控制器的输出信号。PID控制器是一种线性控制器,它根据给定值r(t)与实际输出值y(t)的差e(t)来进行控制,PID控制规律为: ]dt)t(deTdt)t(eT1)t(e[k)t(Udt0ip 式中,pk为比例系数,iT为积分时间常数,dT为微分时间常数。比例环节用于改变信号增益,调节响应速度,积分环节用于消除静差,微分环节用于减少调节时间。 常规PID参数整定过程中必然会遇到系统稳定性与准确性之间的矛盾,最终往往是取比例、积分和微分三部分控制作用的折衷,难于收到最佳的效果。 中科院西安光学精密机械研究所吴凡硕士、南京理工大学李军副研究员针对稳定平台的控制采用了智能PID控制算法,该算法可根据系统的动态特征和行为,采取灵活机动的有效控制方式,如采取变增益(增益适应)、智能积分(非线性积分)、智能采样等多种途径,以PID控制为基础最大程度上解决了控制系统中稳定性与准确性之间的矛盾,同时又增强了系统对于不确定性因素的适应性。国防科技大学机电与自动化学院刘钢博士针对火箭炮稳瞄系统存在较大不确定性及干扰,提出了一种PFC-PID串级透明控制策略,通过内环PID控制来提高抗干扰性,外环采用预测函数控制来获得良好的跟踪性能和强鲁棒性。 (2) 模糊控制 模糊控制是基于丰富操作经验总结出来的、用自然语言表述控制策略的,或通过大量实际操作数据归纳总结出的控制规则。与传统控制的不同,模糊控制不需要知道控制对象的数学模型,只需要积累对设备进行控制的操作经验或数据。北京理工大学张立华讲师针对瞄准线的稳定问题,提出了瞄准线稳定系统的模糊控制策略,很大程度上提高了系统的精度。 常规模糊控制由于固定的控制参数和隶属函数限制, 以及依据个别专家经验确定的有限控制规则的粗糙和不完善, 不能适应过程的持续变化。针对陀螺惯性平台上的跟踪器瞄准线稳定系统中非线性不确定因素对稳定精度的影响,江苏大学电气信息工程学院的姬伟博士、南京理工大学自动化学院陈益博士在模糊控制规则中引入自适应因子,并结合PID控制算法提出了一种自适应模糊PID复合控制策略。该控制策略可实现控制参数的在线修正,克服了固有模糊控制规则的不足,解决了系统响应快速平稳性和高稳定精度之间的矛盾。 (3) 神经网络控制 人工神经网络,简称神经网络,是作为对人脑最简单的抽象和模拟。神经网络作为一种新的方法体系,具有分布并行处理、非线性映射、自适应学习和鲁棒容错等特性,在控制优化领域已有广泛应用。