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根据实际工程的需要,设计一种稳定平台能够使载体运动时不受外界干扰,并能对目标进行及时地、稳定地追踪,以三自由度陀螺稳定平台为研究对象,本文设计了基于贝加莱PCC的三自由度陀螺稳定平台,实现了对系统控制的良好效果,三自由度陀螺稳定平台在航海、航空、航天以及国防中都有着广泛的应用。 首先介绍了稳定平台的概念、发展水平以及国内外技术发展概况,紧接着提出了基于贝加莱PCC三自由度陀螺稳定平台的总体设计方案并对控制器、测角元件、电机等进行选取,然后给出了稳定平台系统硬件接线图。根据力学关系对三轴稳定平台进行数学建模及仿真,得出其动力学关系以及运动学模型,并给出简化条件对模型进行简化。介绍了稳定平台PID控制模型以及模糊PID控制模型,依据PID参数整定规则以及隶属度函数设定了模糊PID控制规则。为了实现代码的自动生成,将Matlab/Simulink中的稳定平台系统控制模型通过添加贝加莱接口模块导入到应用开发软件Automation Studio,这为工程人员节约了大量的人工以及开发成本。设计了稳定平台人机控制界面HMI,可以通过人机界面轻松地实现对控制系统的操作,并介绍了VNC远程功能,可以轻松地实现远程操控稳定平台。 将模糊自适应PID控制算法与经典PID控制算法进行对比,数字PID控制的调节时间约为0.45s,系统带宽约在14HZ;模糊PID控制的调节时间约为0.35s,比传统PID控制算法快了1s,经过模糊PID控制改进后,系统带宽应该在21HZ左右。仿真结果表明,模糊自适应PID控制算法比经典PID控制算法在调节时间以及系统带宽都取得了一定的提高,这促使稳定平台控制系统的抗干扰性能以及响应速度都得到了优化。