超声电机驱动的激光跟踪平台误差建模与分析 被引量：1

1

作者 潘松 梁永锦 +2 位作者 陈雷 周年鹏 马祺翀 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期93-104,共12页

激光跟踪测试平台是一种空间大范围坐标测量仪器,轴系的加工装配是其整机实现高精度测量的基础,为了提高激光跟踪平台的指向定位精度,研制了一套超声电机驱动的激光跟踪测量平台,在结构误差建模和分析的基础上提出了一种评估激光跟踪平... 激光跟踪测试平台是一种空间大范围坐标测量仪器,轴系的加工装配是其整机实现高精度测量的基础,为了提高激光跟踪平台的指向定位精度,研制了一套超声电机驱动的激光跟踪测量平台,在结构误差建模和分析的基础上提出了一种评估激光跟踪平台指向精度的方法。首先,基于多体系统理论以及坐标变换的原理,建立了平台的拓扑结构模型。然后,将加工装配中产生的轴系垂直度、同轴度、特征位置偏差、激光模组装配误差及各静态误差的初始位置引入误差传递矩阵,同时根据平台转动情况,将轴系晃动、控制误差等动态误差也引入其中,建立了平台指向误差的完善模型。基于所建立的模型,对其进行了数值仿真实验,定量分析了各误差对指向精度的影响程度,以及误差初始位置对指向精度的影响规律。最后,基于仿真结果加工了一套超声电机驱动的激光跟踪平台,并进行了轴系精度和指向精度测试。试验结果表明,所搭建平台两轴轴系晃动<2.2″,轴系测角误差<1.1″,6.8 m外激光末端Y方向重复定位误差在0.20 mm以下,Z方向重复定位误差为0.42 mm以下,试验结果验证了理论分析过程,证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 激光跟踪平台 结构误差分析 指向误差 零件装配 超声电机

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车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计 被引量：14

2

作者 李红光 韩伟 +3 位作者 宋亚民 谭名栋 郭新胜 雷海丽 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1024-1029,共6页

为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰... 为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰控制伺服系统既保证了车载光电稳定平台稳定误差为0.129mil(1σ),又提高了平台的自动跟踪性能,是一种可应用在稳定跟踪平台系统中的理想控制器。 展开更多

关键词 车载光电 稳定跟踪平台 自抗扰控制 伺服系统

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一种光电跟踪平台共轴控制的目标运动滤波方法 被引量：6

3

作者 吕明明 刘荣忠 +2 位作者 侯远龙 高强 王力 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期548-554,共7页

目标运动估计是光电跟踪平台实现共轴控制的核心。针对目标运动的滤波精度问题,提出了基于灰色预测模型和卡尔曼理论的目标运动融合滤波方法。利用少量前几个时刻的目标运动数据实时在线建立灰色预测模型,替代标准卡尔曼滤波的目标状态... 目标运动估计是光电跟踪平台实现共轴控制的核心。针对目标运动的滤波精度问题,提出了基于灰色预测模型和卡尔曼理论的目标运动融合滤波方法。利用少量前几个时刻的目标运动数据实时在线建立灰色预测模型,替代标准卡尔曼滤波的目标状态预测方程,避免了需要预先假定目标运动数学模型而引起滤波误差的弊端。进一步对灰色模型预测值和融合滤波估计值的残差序列,构建残差在线预估模型;利用残差预测值对灰色预测模型进行实时修正,有效地提高了灰色模型的预测精度,改善了融合滤波的效果。仿真实验验证了灰色模型在目标运动预测中的有效性。实验结果表明:残差修正策略将灰色模型预测精度提高了60%;与其他滤波方法相比,提出的融合滤波方法具有更好的滤波效果及更准确的目标运动估计。 展开更多

关键词 光电跟踪平台 共轴控制 卡尔曼滤波 灰色预测模型 残差修正

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光电跟踪平台脱靶量滞后补偿方法 被引量：6

4

作者 吕明明 侯润民 +1 位作者 柯于峰 侯远龙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期141-147,共7页

针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标“当前”统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非... 针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标“当前”统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非线性跟踪微分器得到滞后脱靶量的跟踪信号及其微分信号。在此基础上,采取直接预测补偿法处理延迟环节,从而估计出不含延迟的脱靶量信号,并利用滞后脱靶量和跟踪信号的间距自适应调整非线性跟踪微分器的参数。根据机动目标的“当前”统计模型建立离散状态方程,采用修正的瑞利分布描述目标加速度的“当前”概率密度,从而估计在采样保持阶段的目标脱靶量,实现对采样保持环节的补偿。实验结果表明:所提方法将单位阶跃响应的超调量由基于自适应最小均方差补偿方法及基于卡尔曼滤波补偿方法的19.4%和13.7%降低至2.5%;所提方法能有效补偿延迟环节和采样保持环节,提高光电跟踪平台的目标跟踪精度。 展开更多

关键词 光电跟踪平台 脱靶量滞后 非线性跟踪微分器 直接预测补偿 “当前”统计模型

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空间光通信ATP系统粗跟踪平台的混合自适应控制 被引量：5

5

作者 韩立强 王祁 +1 位作者 信太克归 李志全 《燕山大学学报》 CAS 2009年第5期377-381,404,共6页

ATP系统的粗跟踪平台外框架对内框架的耦合作用以及内框架自身的不平衡所引起的加速度干扰是影响空间光通信系统光信号跟踪性能的重要因素。针对方位跟踪通道中的内框架系统结构,提出了应用一种混合自适应控制方法,该方法在设计自适应... ATP系统的粗跟踪平台外框架对内框架的耦合作用以及内框架自身的不平衡所引起的加速度干扰是影响空间光通信系统光信号跟踪性能的重要因素。针对方位跟踪通道中的内框架系统结构,提出了应用一种混合自适应控制方法,该方法在设计自适应控制器时采用离散与连续相结合的方法,并将耦合作用和加速度干扰转换为对象的未建模动态进行处理。最终的仿真结果表明,被控对象在具有未建模动态和干扰的情况下,采用混合自适应控制算法能够获得较高的跟踪精度。 展开更多

关键词 ATP系统 空间光通信 粗跟踪平台 混合自适应控制

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光电稳定跟踪平台跟踪控制回路性能测试系统 被引量：3

6

作者 李红光 姜旭 +3 位作者 石波 寿少俊 韩伟 胥青青 《中国测试》 CAS 北大核心 2014年第1期133-136,共4页

针对光电稳定跟踪平台跟踪性能测试困难的问题,依据光电产品跟踪系统的特点,设计一套光电平台跟踪控制回路性能测试系统。该系统中将运动物体放置在平行光管或者凹面反射镜的焦面处,通过控制物体的运动规律模拟无穷远处运动目标,实现在... 针对光电稳定跟踪平台跟踪性能测试困难的问题,依据光电产品跟踪系统的特点,设计一套光电平台跟踪控制回路性能测试系统。该系统中将运动物体放置在平行光管或者凹面反射镜的焦面处,通过控制物体的运动规律模拟无穷远处运动目标,实现在实验室内对跟踪角速度、跟踪角加速度等指标的测试。实验表明该系统结构简单,测试准确、方便,测试效率高。 展开更多

关键词 性能测试 自动跟踪伺服回路 光电稳定跟踪平台

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机载四框架二轴稳定跟踪平台速率稳定回路控制 被引量：4

7

作者 夏静萍 王道波 甄子洋 《兵工自动化》 2010年第2期74-76,84,共4页

在机载四框架二轴机载稳定跟踪平台机理分析的基础上,对其速率稳定回路进行了建模研究。在速率稳定回路的校正环节设计中,针对传统的超前滞后校正抗干扰性能差的缺陷,提出了两种控制方法:高阶PI校正以及高阶PI校正加超前校正。并以内俯... 在机载四框架二轴机载稳定跟踪平台机理分析的基础上,对其速率稳定回路进行了建模研究。在速率稳定回路的校正环节设计中,针对传统的超前滞后校正抗干扰性能差的缺陷,提出了两种控制方法:高阶PI校正以及高阶PI校正加超前校正。并以内俯仰速率稳定控制回路为例进行分析。仿真结果表明,采用高阶PI校正加超前校正不仅具有更好的抗干扰性能,还改善了高阶系统的动态性能。 展开更多

关键词 稳定跟踪平台 机理分析 速率稳定回路 控制算法

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机载光电跟踪平台伺服系统自抗扰控制 被引量：6

8

作者 周涛 朱景成 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期31-36,共6页

摩擦非线性造成机载光电跟踪平台伺服系统低速不平稳性,增加了系统的稳态误差。常规PID控制难以满足光电跟踪平台高精度伺服系统的性能要求。采用一种新的二阶离散系统最速控制函数设计自抗扰控制器,将它作为机载光电跟踪平台伺服系统... 摩擦非线性造成机载光电跟踪平台伺服系统低速不平稳性,增加了系统的稳态误差。常规PID控制难以满足光电跟踪平台高精度伺服系统的性能要求。采用一种新的二阶离散系统最速控制函数设计自抗扰控制器,将它作为机载光电跟踪平台伺服系统的位置环控制器。实验结果表明,当系统跟踪幅值为0.5°、频率为0.159Hz的正弦输入信号时,在0.5s之后,采用自抗扰控制的光电跟踪平台伺服系统的位置跟踪误差小于±(4.1×10-3)°,速度跟踪误差小于±0.024°/s,说明该自抗扰控制器有效地补偿了摩擦非线性,提高了伺服系统的位置和速度跟踪精度。 展开更多

关键词 光电跟踪平台 伺服系统 自抗扰控制器 摩擦非线性

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机载稳定跟踪平台速率回路的内模H_∞控制 被引量：4

9

作者 王建宏 王道波 《电光与控制》 北大核心 2011年第1期20-23,36,共5页

在机载四框架二轴稳定跟踪平台机理分析的基础上,对其速率回路的校正器设计问题进行了机理研究。针对传统的PI校正抗干扰性能差的缺陷,在内模控制与H∞控制结合的基础上,提出一种新的内模H∞控制器设计方法。该方法不仅保留了内模控制... 在机载四框架二轴稳定跟踪平台机理分析的基础上,对其速率回路的校正器设计问题进行了机理研究。针对传统的PI校正抗干扰性能差的缺陷,在内模控制与H∞控制结合的基础上,提出一种新的内模H∞控制器设计方法。该方法不仅保留了内模控制方法所有的特征,而且结合H∞控制方法对整个闭环系统进行设计;推广了H∞控制的实用性和应用性,可用于同时对稳定系统和不稳定系统进行控制器设计;达到预先指定的控制性能指标。经仿真验证表明:采用内模H∞控制方法不仅具有更好的抗干扰性能,同时也改善了高阶系统的动态性能。 展开更多

关键词 稳定跟踪平台 速率回路 内模控制 回路成形 鲁棒控制

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基于DSP的全数字航拍跟踪平台的系统设计 被引量：3

10

作者 张建立 冯如鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期442-446,共5页

文中提出了一种基于数字信号处理器的全数字航拍跟踪平台伺服系统的设计。该系统充分利用了DSP周边接口丰富 ,运算速度快的特点 ,使所设计的系统结构紧凑 ,并通过仿人智能控制策略对系统进行控制。实验结果表明 ,系统结构简单可靠 ,具... 文中提出了一种基于数字信号处理器的全数字航拍跟踪平台伺服系统的设计。该系统充分利用了DSP周边接口丰富 ,运算速度快的特点 ,使所设计的系统结构紧凑 ,并通过仿人智能控制策略对系统进行控制。实验结果表明 ,系统结构简单可靠 ,具有良好的动态和静态特性。 展开更多

关键词 数字信号处理器 跟踪平台 智能控制 航空拍摄

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四框架稳定跟踪平台原理样机设计与实现 被引量：4

11

作者 夏静萍 王道波 《兵工自动化》 2012年第1期86-89,共4页

为稳定并改造跟踪平台的性能,针对现有文献侧重于理论研究的问题,构建机载四框架稳定跟踪平台的原理样机。以某型号机载四框架稳定跟踪平台项目为研究对象,介绍平台的机械系统和电气控制系统,设计伺服控制回路和自动跟踪控制回路,并给... 为稳定并改造跟踪平台的性能,针对现有文献侧重于理论研究的问题,构建机载四框架稳定跟踪平台的原理样机。以某型号机载四框架稳定跟踪平台项目为研究对象,介绍平台的机械系统和电气控制系统,设计伺服控制回路和自动跟踪控制回路,并给出相应的控制策略。试验结果表明:该设计理论分析正确,控制系统合理。 展开更多

关键词 稳定跟踪平台 伺服系统 速率稳定回路 位置随动回路

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伺服跟踪平台动态性能调试研究 被引量：2

12

作者 魏贵玲 王斌 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第2期198-200,共3页

简述了数字化伺服跟踪平台动态性能调试装置的原理、构成和调试方法。试验表明,伺服跟踪平台采用外部调试软件后,其动态性能提高,跟踪精度优于0.01°,该方法在平台调试中的应用取得了较好的效果。

关键词 伺服跟踪平台 动态性能 调试

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两轴捷联稳定跟踪平台关键技术分析 被引量：11

13

作者 付奎生 《电光与控制》 北大核心 2009年第7期53-55,75,共4页

两轴捷联稳定跟踪平台是国际上先进近距格斗空空导弹导引头所采取的位标器形式,通过对该技术所涉及的两轴和捷联两项研究内容的深入分析,指出了研制该类稳定平台所需解决的关键技术,并论证了工程上的可行性。

关键词 自寻的制导武器 两轴 捷联 稳定跟踪平台 导引头

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三轴稳定跟踪平台旋转耦合问题的分析与改进 被引量：4

14

作者 付奎生 孟卫华 《航空兵器》 2010年第4期7-9,共3页

深入分析了外环旋转对三轴稳定跟踪平台输出导引信号的影响机理,推导了消除通道旋转耦合的方法。结合工程应用,针对性地提出了具体解决措施,并通过试验验证了该方法的有效性。

关键词 稳定跟踪平台 通道耦合 导引信号 速率陀螺

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新型碟式太阳能跟踪平台设计和姿态工作空间分析 被引量：1

15

作者 刘繁茂 廖灿灿 +1 位作者 张原愿 莫寒 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期616-626,共11页

传统的碟式太阳能热发电系统采用回转支承和螺旋升降机来实现太阳方位角和高度角的跟踪,不足之处在于无法自动调整聚光器镜面单元的位姿以应对外界扰动。采用并联机构来实现太阳跟踪,不仅具有刚度高、跟踪误差小等内在优势,还可以自动... 传统的碟式太阳能热发电系统采用回转支承和螺旋升降机来实现太阳方位角和高度角的跟踪,不足之处在于无法自动调整聚光器镜面单元的位姿以应对外界扰动。采用并联机构来实现太阳跟踪,不仅具有刚度高、跟踪误差小等内在优势,还可以自动调整聚光器镜面单元位姿。若采用传统球铰,由于其物理限制,跟踪机构的偏转能力不能精确满足太阳跟踪角度范围大的技术要求。针对上述问题,采用新型被动球铰,设计了一种基于3-RPS并联机构的新型碟式太阳能跟踪平台,并计算了其跟踪角度的范围;同时,通过建立通用3-RPS并联机构的逆运动学方程,结合球坐标搜索法计算了3-RPS并联跟踪机构的姿态工作空间,并结合结构参数对其姿态工作空间的影响规律,确定了各结构参数的最优值。结果表明:当新型碟式太阳能跟踪平台选用新型被动球铰,动、定平台形状为等腰三角形,转动副轴线共面且呈三角形布置,动、定平台的半径比为2以及支链长度为动平台半径的2倍时,其结构符合设计要求且调整后的姿态工作空间满足太阳跟踪所需的角度范围。研究结果可为后续的太阳跟踪平台结构设计和参数优化提供参考。 展开更多

关键词 跟踪平台 新型被动球铰 3-RPS并联机构 姿态工作空间

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高精度二维指向光电跟踪平台设计 被引量：7

16

作者 杨鹏 李晓 +2 位作者 赵鑫 于飞 连华东 《航天返回与遥感》 CSCD 2020年第4期83-91,共9页

为了实现针对空间目标的搜索和目标跟踪,文章设计了一种高跟踪精度,高跟踪稳定度的空间二维指向光电跟踪平台,提出采用动量补偿系统解决平台运转对整星的影响问题,采用高精度速率陀螺解决整星控制精度不足的问题。在目标搜索阶段以光电... 为了实现针对空间目标的搜索和目标跟踪,文章设计了一种高跟踪精度,高跟踪稳定度的空间二维指向光电跟踪平台,提出采用动量补偿系统解决平台运转对整星的影响问题,采用高精度速率陀螺解决整星控制精度不足的问题。在目标搜索阶段以光电码盘作为位置回路的角度反馈,内环是由速率陀螺组成的稳定回路。当通过成像系统捕获目标后,切换到目标跟踪回路工作,此时图像处理系统产生脱靶量信息作为位置回路的角度反馈。搭建控制系统方案,对系统跟踪性能进行仿真验证,满足跟踪精度优于0.014°,跟踪稳定度优于0.006(°)/s(角速度≤1(°)/s)的指标要求。 展开更多

关键词 光电跟踪平台 二维指向机构 动量补偿 速率陀螺 空间目标监视

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光电跟踪平台干扰分析与控制器设计 被引量：1

17

作者 朱海荣 焦子韵 +1 位作者 冒建亮 李奇 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第12期2084-2091,共8页

光电跟踪平台受轴系安装误差、轴系间的非线性摩擦力矩、质量不平衡力矩、风阻力矩、线缆约束力矩、动态耦合、反电势干扰力矩等因素的影响。由于在实际系统中很难得到上述未知干扰的精确模型,难以通过基于精确干扰模型的前馈补偿的方... 光电跟踪平台受轴系安装误差、轴系间的非线性摩擦力矩、质量不平衡力矩、风阻力矩、线缆约束力矩、动态耦合、反电势干扰力矩等因素的影响。由于在实际系统中很难得到上述未知干扰的精确模型,难以通过基于精确干扰模型的前馈补偿的方法进行控制,提出了一种基于干扰观测器的控制方法。设计中把模型失配以及上述未知干扰因素当作系统的总扰动,通过构造干扰观测器来预测系统总干扰,并根据预测到的干扰信息对各个轴系进行补偿以消除干扰对系统的影响。仿真和实验结果表明,所提出的基于干扰观测器的控制方法有很好的抗干扰能力,提高了光电跟踪平台的鲁棒性和跟踪性能。 展开更多

关键词 光电跟踪平台 非线性摩擦 未知干扰 模型失配 干扰观测器

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三轴跟踪平台框架轴的惯量耦合特性研究 被引量：1

18

作者 杨辉 王明 +1 位作者 肖曦 刘艳行 《弹箭与制导学报》 北大核心 2020年第5期94-97,共4页

为了提高制导武器的目标捕获能力,基于刚体力学的相关理论及坐标变换矩阵对某导引头三轴跟踪平台框架间的惯量耦合关系进行了建模与分析。仿真实验结果证实内框架转角γ对中框架轴的耦合转动惯量产生的影响不会超过7×10-5 kg·... 为了提高制导武器的目标捕获能力,基于刚体力学的相关理论及坐标变换矩阵对某导引头三轴跟踪平台框架间的惯量耦合关系进行了建模与分析。仿真实验结果证实内框架转角γ对中框架轴的耦合转动惯量产生的影响不会超过7×10-5 kg·m2;内框架转角γ和中框架转角β均会对外框架轴的耦合转动惯量产生影响,但影响最大不会超过1×10-4kg·m2。文中的研究为三轴跟踪平台的结构优化和控制系统的设计提供了方法依据。 展开更多

关键词 导引头跟踪平台 视轴稳定 坐标变换矩阵 惯量耦合

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光电稳定/跟踪平台的干扰力矩自动化检测识别 被引量：1

19

作者 武强 纪明 《应用光学》 CAS CSCD 2001年第3期41-44,19,共5页

以光电稳定 /跟踪平台为研究对象 ,通过对光电稳定 /跟踪平台中存在的各种干扰力矩的力学特性进行分析和研究 ,提出一种新的测量稳定平台干扰力矩的方法。该方法能够实现干扰力矩的自动测量与识别 ,且具有较高的测量精度。通过实验 ,验... 以光电稳定 /跟踪平台为研究对象 ,通过对光电稳定 /跟踪平台中存在的各种干扰力矩的力学特性进行分析和研究 ,提出一种新的测量稳定平台干扰力矩的方法。该方法能够实现干扰力矩的自动测量与识别 ,且具有较高的测量精度。通过实验 ,验证了该方法的可行性和优越性。 展开更多

关键词 光电稳定/跟踪平台 干扰力矩 自动化检测

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基于STM32的三轴车载稳定跟踪平台设计与实现 被引量：3

20

作者 孟海磊 王志胜 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第12期164-166,170,共4页

针对三轴车载稳定跟踪平台准确跟踪和快速响应的性能要求,方便调试易于操作的使用要求,设计了以STM32为核心控制芯片通讯控制板的平台稳定系统,分析研究了改进型PID控制算法。该稳定跟踪平台控制结构简单,系统响应动态性能较好。实验结... 针对三轴车载稳定跟踪平台准确跟踪和快速响应的性能要求,方便调试易于操作的使用要求,设计了以STM32为核心控制芯片通讯控制板的平台稳定系统,分析研究了改进型PID控制算法。该稳定跟踪平台控制结构简单,系统响应动态性能较好。实验结果表明,系统能够较好满足性能指标的要求。 展开更多

关键词 稳定跟踪平台 通讯控制板 伺服驱动器 改进型PID

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