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§3.3 陀螺稳定平台1、问题的提出如果能测量出沿直角坐标系三个轴的线运动和绕三个坐标轴的角运动，就可以确定出物体的运动状态。
飞机、舰船以及各种战略战术武器都用惯性导航、惯性制导系统测量出运载体的位置、速度及姿态等运动情况。
如测量线运动用加速度计，测量角运动用陀螺仪。
下图就是由三个二自由度陀螺和三个单轴加速度计组成的全姿态惯性测量组合(IMU)。
三个二自由度陀螺仪分别检测或稳定三个轴的角运动，三个单轴加速度计检测沿三个轴的加速度（线运动）。
一个二自由度陀螺相当于两个单自由度的陀螺，所以也有用两个二自由度陀螺仪代替三个单自由度陀螺仪的，多余的一根陀螺仪测量轴，可以用锁定回路进行锁定。
图 全姿态惯性测量组合示意图根据IMU选择的坐标系，就构成了各种不同方案的惯性导航系统。
平台式惯性导航系统把IMU稳定在导航坐标系里，与运动的载体相隔离，而捷联式方案是把IMU固定在载体上。
平台式惯导系统的做法：为了把IMU与载体相隔离，所以用一套框架系统把IMU支承起来（跟付科模型类似）。
使IMU成为在载体上不受载体运动与载体相隔离，所以用一套框架系统把IMU支承起来。
使IMU成为在载体上不受载体运动影响的—个物理平台。
图 三轴稳定平台的结构示意图在上图中A即是由陀螺和加速度计组成的测量部件IMU，是平台台体，平台用垂直的一个内环B支承起来，平台与内环间可以作360度的相对转动。
内环支承在水平的外环C中，内环连同平台可绕水平的X轴相对外环转动。
外环水平地支承在载体上，内外环及平台一起p可以绕水平的Y轴相对于载体转动。
在惯性平台稳定工作时，实际的p平台与载体的相对运动情况正好相反，载体无论绕方位轴转动还是横滚、俯仰，平台始终稳定跟踪某一导航坐标系。
平台三个支承轴的转角就可测量出载体的航向和水平姿态角。
把平台的外框轴沿载体的纵向轴安装，如图在船上的安装，则垂直的Z轴测航向，p X轴测纵摇，pY测横摇。
各支承轴上装上测角传感器就测量出了载体的航向和水平p姿态信号。
2021年第1期网址： 电邮：*******************一种舰载伺服稳定平台的结构设计毛雨辉，张进（光学辐射重点实验室，北京100854）图3方位轴三维视图陀螺转盘轴承码盘惯导蜗杆副轴承对滑环图4方位轴剖视图引言本文设计一种舰载的伺服稳定平台结构，如图1所示。
该平台可将负载加装于伺服平台并完成指向精度标校的功能，在船体航行和系泊状态下可隔离船摇影响、稳定负载指向功能[1]。
该伺服平台采用地平式双轴转台的结构。
考虑到负载偏心力矩及风载荷等特点，稳定平台的方位和俯仰轴系均采用大型蜗轮蜗杆副作为末级传动，进口高精度行星齿轮减速器作为初级传动，具有较高的结构刚度和可靠性，保证了负载指向、跟踪精度和总体结构的回转稳定性。
伺服系统主要由方位回转机构、俯仰回转机构和伺服控制单元组成。
1稳定平台总体结构设计稳定平台是负载的支撑结构，又是负载驱动系统的执行机构，故要求它具有良好的力学性能、较高的轴系及传动精度和运动稳定性[2]。
稳定平台为地平式双轴伺服系统座，由方位轴系、俯仰轴系、光电编码器、导电环（包括光纤滑环）、蜗轮蜗杆副、减速器、伺服电动机、陀螺仪和俯仰轴外挂平台等部分组成。
它是负载的安装承载平台，主要完成系统的视轴指向和稳定隔离船摇等功能，方位轴限位机构包括软件限位和电限位，俯仰轴限位机构包括电限位、软件限位和缓冲阻尼机械限位机构，稳定平台双轴在工作角范围内安全转动。
其三维视图如图2所示。
2稳定平台方位轴系设计其方位转动机构采用四点角接触的转盘轴承为主要承力结构，这种结构形式承载能力大、刚度好、精度高[3]。
为保证光电编码器能够可靠良好地工作，在光电编码器安装轴与底座安装有一对P4级精度的角接触球轴承，保证光电编码器安装处的变形量满足工作要求；陀螺安装在方位旋转部分；俯仰轴电器电路电缆通过滑环传输到底座。
方位轴设计有基准平台，为系统提供方位、俯仰角度基准，平台平面度好，并通过加工和装调保证台面与安装基座的平行度要求；在轴系的相对运动部分设计了安装O 如图3、图4所示。
电气传动2023年第53卷第12期ELECTRIC DRIVE 2023Vol.53No.12摘要：制导火箭弹中，常采用永磁同步电动机（PMSM ）直驱稳定平台的控制方式实现稳定平台的解旋控制。
自抗扰控制器（ADRC ）算法中的扩张状态观测器（ESO ）不依赖于控制系统的精确模型，能够实时估计载体转速和一些不确定的扰动。
依据自抗扰控制技术，设计了单轴稳定平台的ADRC ，对控制器优化处理，并进行了Matlab 仿真以及实验验证。
结果表明，该系统具有较强抗干扰能力及较高的控制品质。
关键词：永磁同步电动机；单轴稳定平台；自抗扰控制器；仿真中图分类号：TP273文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd25096Design of ADRC Based on Single -axis Stable PlatformLIU Erhao ，WANG Junqing ，QIAO Lili（Xi ’an Shuoyuan Optoelectronic Technology Co.，Ltd.，Xi ’an 710000，Shaanxi ，China ）Abstract:Permanent magnet synchronous motor （PMSM ）driving stable platform directly is often used in guided rockets to realize the decoupling control of stable platform.Due to the extended state observe （ESO ）contained in the active disturbance rejection controller （ADRC ），it can accurately estimate the speed of the rotated carrier and the uncertain disturbances accurately without requiring exact mathematic model of system.Based on active disturbance rejection control technique ，an ADRC for single-axis stable platform was designed ，and optimized the controller.The Matlab simulation and experimental verification show that the system has strong anti-interference ability and high control quality.Key words:permanent magnet synchronous motor （PMSM ）；single-axis stable platform ；active disturbance rejection controller （ADRC ）；simulation作者简介：刘二豪（1987—），男，硕士，工程师，研究方向为高精度机电伺服控制；Email ：单轴稳定平台的自抗扰控制器设计刘二豪，王俊清，乔丽丽（西安硕源光电科技有限公司，陕西西安710000）稳定平台用于隔离载体扰动，精确保持载体动态姿态基准，使平台稳定在惯性空间，并保证平台的设备能够正常工作。
火控系统稳定平台设计与仿真分析火控系统是指用于控制武器系统的一种系统，主要用于控制、指导和管理火炮、导弹等武器的射击与攻击。
如今，随着科技的发展和战争形态的变化，火控系统在现代军事中发挥着越来越重要的作用。
本文将就火控系统稳定平台的设计与仿真分析进行探讨。
首先，稳定平台是火控系统中的重要组成部分，其设计直接关系到火控系统的性能和稳定性。
稳定平台的作用是使火炮、导弹等武器能够在运动状态下保持稳定，确保射击精度和命中率。
稳定平台的设计需要考虑多种因素，包括结构强度、稳定性、抗震性能等。
另外，稳定平台还需要与其他火控系统组件进行协同工作，如传感器、控制系统等。
稳定平台的设计与仿真分析是一种有效的方法，可以通过模拟实际情况，评估设计的稳定平台在不同工况下的性能表现。
仿真分析可以通过计算机模型和数学模型，模拟火控系统在各种环境下的运动状态、振动变化等。
通过对稳定平台的仿真分析，可以优化设计，提高稳定性和抗干扰能力。
稳定平台的设计与仿真分析需要考虑多种因素，包括平台结构、传感器安装位置、控制和调节机构等。
首先，平台的结构设计应考虑载荷的分布和传递，以确保整个系统的稳定性和强度。
传感器的安装位置也需精确计算，以保证传感器能够获取准确的数据，并及时反馈给控制系统进行调节。
其次，控制和调节机构的设计与仿真分析也是关键。
控制系统需要能够实时感知平台的姿态变化，并通过控制和调节机构对平台进行稳定控制。
仿真分析可以模拟平台在不同姿态下的动态响应，进而评估控制系统的性能和稳定性。
通过仿真分析，可以对控制系统的参数进行优化，提高系统的控制精度和稳定性。
另外，稳定平台的仿真分析还可以对火控系统的整体性能进行评估。
通过模拟射击和攻击过程，可以分析火炮、导弹等武器的精度和命中率，并优化设计以提高射击精度和命中率。
此外，仿真还可以模拟不同环境条件下的干扰，评估火控系统对干扰的响应能力，从而提高系统的抗干扰能力。
总结起来，火控系统稳定平台的设计与仿真分析是一项复杂而重要的工作。
船舶稳定平台解决方案陀螺稳定平台〔gyroscope-stabilized platform〕利用陀螺仪特性保持平台台体方位稳定的装置。
简称陀螺平台、惯性平台。
用来测量运动载体姿态，并为测量载体线加速度建立参考坐标系，或用于稳定载体上的某些设备。
它是导弹、航天器、飞机和舰船等的惯性制导系统和惯性导航系统的主要装置。
稳定平台作为一种安放在运动物体上的设备，具有隔离运动物体扰动的功能。
稳定平台在航空航天、工业控制、军用及商用船舶中都有比拟广泛的用途，例如航拍、舰载导弹发射台、船载卫星接收天线等。
船舶上工作面或者平台姿态检测，船载天线稳定平台系统，会应用倾角传感器定时〔较长时间〕读取数值，通过计算后，对稳定平台进展校正。
平台的实际运动由单片机控制外部机械装置以到达对稳定水平平台进展修正，以保证其始终处于水平状态。
某些倾角传感器作为船体液压调平系统中的反响元件，提供高精度的倾角信号。
既可用于水下钻进也可用于水下开采等。
在国外，陀螺稳定跟踪装置被广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载以及各种航天设备中。
20世纪40年代末，为了减少车体振动对行进间射击的影响，在坦克上开场安装火炮稳定器，从50年代起，双稳定器在坦克中得到了广泛的应用。
在英、美等国的先进武器系统中，基于微惯性传感器的稳定跟踪平台得到了广泛的应用，如美国的M1坦克、英国“挑战者〞坦克、俄罗斯T-82坦克、英国“标枪〞导弹海上发射平台和“海枭〞船用红外跟踪稳定平台等，都采用了不同类型的稳定跟踪平台。
美国海军采用BEI电子公司生产的QRS-10型石英音叉陀螺，研制出WSC-6型卫星通讯系统的舰载天线稳定系统，工作12万小时尚未出现故障；Honeywell公司以红外传感器平台稳定为应用背景，研制的以GG1320环形激光陀螺为根底的惯性姿态控制装置，很好的满足了稳瞄跟踪系统的要求。
美军配装的Honeywell公司采用激光陀螺技术研制的自行榴弹炮组件式方位位置惯性系统(MAPS6000) ，在工作时可连续提供高精度的方位基准、高程、纵摇、横摇、角速率、经度和纬度输出，性能大大高于美军MAPS系统标准的要求。
电液伺服水平稳定平台的控制探讨摘要：本文在稳定平台的结构和原理理论上，研究电液伺服水平稳定平台系统，此系统采用并联费堆成液压缸的模式进行平台控制，为平台上的被控制对象进行隔离，保证了被控制对象的稳定。
同时，对该系统进行工程方程式的建立。
通过研究表明，pid控制和前空控制相结合的复合控制法有着良好的性能，但是还应进一步完善。
关键词：电液伺服；水平稳定平台；pid中图分类号：tp273 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013）02-0178-01水平稳定平台是指在稳定的物体在其他干扰作用下由于惯性作用，在惯性空间中保持水平方位不变。
还可以是力矩作用下给予的惯性空间的装置以致其转动。
简单的说明就是正在运动的物体，为了保证控制的物体相对稳定，就需要断绝与其的相对运动，控制物体的惯性坐标系也应保持在同一个方位或者按照规律的变化使用平台装置。
水平稳定平台的产生，运用到各种要保持运动的对象中，例如，当飞机的正在运动时，使用稳定平台可以对飞机的监视、摄像平台保持一个水平的位置。
针对电液伺服水平稳定平台来解决当前电机伺服水平稳定平台所带来的局限性。
一、稳定平台的结构和原理稳定平台可以分成无源平台和有源平台两种。
在实践工作中，由于有源平台精度和反应速度相较于无源平台更加出色，因此当前的稳定平台大多采用有源平台为主。
稳定平台一般采用陀螺稳定平台，此平台主要的装置可以采用环架结构，如图1-1稳定平台陀螺环架结构图可以显示，当被控物体装置在稳定平面上，以稳定轴z 轴为中心，x轴和y轴与相对应的载体摇轴平行。
此种稳定平台伺服运用动力调谐式陀螺作为接受信号的元件，两轴开始运动时，要提就会随着横摇轴和纵摇轴所存在的角度信号与传感器所存在的信号进行比较，得出相应的误差。
为了消减这一误差，信号就要使得y轴随着水平仪一起转动，这样就保证了稳定平台的正常运行。
但是陀螺环架结构的稳定平台存在着一定的缺陷，经实践正面，当前的捷联式稳定平台能够完善稳定平台。
信息技术2Q!Q丛Q：至1C hina N e w Teehnol ogi es a n d PnM m。
l、微型无人机稳定平台的设计霍丽叠‘罗卫兵2迟晓鹏1(1、武警工程学院研究生管理大队，陕西西安7100862、武警工程学院通信工程系，陕西西安7100s6)摘要：提出了一种微型无人机稳定平台的设计方法，可满足微型无人机对任务栽荷体积和质量达到稳定性和微型化的要求，可应用于机器人、无人机等稳定系统。
关键词：微型无人机；稳定控制；微机械技术；陀螺仪引言执行侦查和l}：f视任务，是微型无人机诞生以来最为霞要的任务之一。
微型无人机具备自身日标小、噪声低、雷达和可视信号弱的特点，因此隐蔽性强、不易被攻击。
而且携带方便、机动灵活、随时随地可用．可以有效避免人员伤亡．可在各种复杂地形环境中完成侦查和作战任务，因此迅速成为近距离低宅侦察的主要手段。
被大量运j}j f各种战术行动目。
基于微型无人机对任务载荷体积、质量的要求，促使任务载衙技术小断向着微型化方向发展。
微型无人机在毪行过程中，由于姿态不断变化，自身抖动以及外界闪素埘它的影响，机载侦奁监视类任务载荷会随着一起变化，导致采集的图像信息不稳定，不能够满足侦查监视任务的需求。
为了对无人机动作造成的影响进行修正。
显著提高图像质量，可以考虑利用稳定设备来实现。
l稳定平台结构及T作原理实现机载侦察监视设备的增稳通常有两种方式111：一是建立一个独立的增稳平台，如以色列的“侦查兵(Sco ut)”和“搜索者”无人机以及美国的PO—l A‘‘捕食者”无人机，其机载监视设备都足采用了独立的平台式增稳系统口。
这种稳定系统足将惯性测破装置直接安装在稳定平台的台体上，从IfI i隔离载体的角振动达到增稳的目的．惯性单元丁作条件好，平台H，以直接建立坐标系，具有精度高、计算量小、容易补偿等优点。
但是存在机械结构复杂、尺寸大、价格昂贵、不易于维护的缺点，一般仅厢于大裂无人机。
二是采j f j捷联方式，利用飞行控制系统自带的姿态信息对悬挂的云台或支架系统进行增稳控制。
三轴稳定平台实验报告三轴稳定平台实验报告引言：三轴稳定平台是一种用于保持相机、望远镜、无人机等设备稳定的装置。
它通过三个轴向的稳定控制，能够抵消外界的震动和晃动，从而保证设备拍摄或观测的稳定性。
本文将介绍我们对三轴稳定平台进行的实验，并讨论实验结果。
实验目的：1. 了解三轴稳定平台的工作原理和结构；2. 掌握三轴稳定平台的操作方法；3. 分析三轴稳定平台在不同环境条件下的稳定性。
实验步骤：1. 搭建三轴稳定平台实验装置；2. 将相机固定在稳定平台上，并调整相机的位置和角度；3. 在不同条件下进行实验拍摄，包括静止、行走、震动等；4. 分析拍摄结果并进行数据处理。
实验结果：通过实验，我们发现三轴稳定平台在各种条件下都表现出了良好的稳定性。
无论是在静止状态下还是在行走过程中，相机都能够保持稳定，拍摄到清晰的画面。
即使在受到外界震动的情况下，稳定平台也能够及时调整，保持相机的稳定性。
实验分析：三轴稳定平台的稳定性主要依赖于其内部的陀螺仪和加速度计。
陀螺仪可以感知设备的旋转角度，而加速度计则可以感知设备的加速度。
通过对这些数据的实时监测和分析，稳定平台能够根据设备的状态进行相应的调整，从而保持设备的稳定。
此外，稳定平台还采用了闭环控制系统，能够根据设备的反馈信息进行实时调整。
当设备受到外界干扰时，稳定平台能够通过控制系统对电机进行精确的控制，从而抵消外界干扰，保持设备的稳定性。
实验总结：三轴稳定平台是一种非常有效的设备稳定装置。
通过实验我们发现，它能够在各种条件下保持设备的稳定，为用户提供清晰、稳定的拍摄或观测体验。
在无人机、航拍、科学研究等领域，三轴稳定平台都有着广泛的应用前景。
然而，三轴稳定平台也存在一些局限性。
首先，它对设备的重量和尺寸有一定的限制，不适用于大型设备的稳定。
其次，稳定平台的价格较高，不适合普通用户。
此外，稳定平台在极端环境下的稳定性还有待改进。
未来，我们希望能够进一步改进三轴稳定平台的性能，提高其稳定性和适用性。
目录1.引言 (2)2.稳定平台的性能要求 (2)3.稳定平台的组成及工作原理 (3)4.机电式稳定平台驱动系统传动形式 (4)5.舰载雷达稳定平台控制系统框图 (5)6.单片机的选择 (6)1)8051单片机基本组成 (7)2)复位电路及时钟电路 (8)7.外扩RAM的选择 (8)1)外存储器的选择 (8)2）SRAM6264与单片机的连接方法 (9)8.角位移传感器的选择 (10)9.A/D转换器的选择 (11)10.角位移传感器与A/D之间运放电路的设计 (12)11.陀螺仪的选用 (13)12.D/A转换器的选择 (15)13.DAC0832外接运算放大器的设计 (17)14.伺服单元以及交流伺服电机的选择 (18)15.电源的设计 (19)16.结语 (21)17.参考文献 (22)舰载雷达稳定平台设计说明书题目说明:两自由度稳定平台用于保证船载雷达不受海浪颠簸的影响,始终保持雷达底座得水平.使用时在运动平台上安装两个角位移传感器,实时检测平台的位姿.而后根据测量得到的平台转角包括俯仰和滚动角度,来控制电机进行角度补偿,从而保证上平台始终水平。
为保证控制精度，系统采用伺服电机作为驱动部分。
1、角位移传感器检测电路2、伺服电机驱动电路3、单片机及其接口电路4、系统结构图1. 引言舰载雷达的天线座通常由方位转台和双轴稳定平台组成。
它安装在舰艇桅杆的顶部，工作在海洋环境中。
由于舰艇以及安装在舰艇桅杆顶部的天线座和安装在天线座方位转台上的雷达天线受海上风浪的扰动而产生纵、横摇及垂荡(升沉)运动，使得方位水平基准不断地发生变化，而舰艇摇荡运动和遭遇风浪均属随机过程变量，使雷达天线探测波束受舰艇摇摆的影响而不稳定，常会使被探测目标丢失，所以舰载雷达通常必须设置稳定平台，使稳定平台的纵摇和横摇驱动系统补偿舰艇的摇摆运动，使方位轴的轴线和水平面保持垂直，从而保证天线在水平面内作方位旋转运动，目标也不会因舰艇摇摆而丢失，确保了对空、对海探测的精度，保证了舰载雷达的正常工作。
陀螺稳定平台
gyrostabilization unit；绕支点作三自由度转动，而绕其中一个轴作高速转动的刚体，统称为陀螺。
工程技术中实际应用的陀螺，一般由内，外两个框架、基本陀螺以及修正装置等组成。
基本陀螺有两个主要特性：定轴性和进动性。
应用陀螺的这两个特性制造出—系列仪表，供在空中、水上、水下和陆地，上运动的物体指示方向。
海空重力测量就利用垂直陀螺仪表来指示船舰、飞机的重力方向，以控制重力仪轴向与重力方向一致，消除干扰加速度的影响。
垂直陀螺仪是—种简单的两由度陀螺仪表，其精度是不高的。
应用自动控制技术将陀螺、角度转换器、放大器及校正网路和执行机构等部件组成—个力平彻式闭路系统，以自动修正方向。
这种使用单自由度陀螺并加力平衡式反馈迥路的系统称为稳定平台。
它的构造比陀螺仪复杂，但性能却要好得多。
海洋重力仪最好与陀螺稳定平台配套，以提高海上测量的精确度。
Innalabs陀螺仪特别为动态环境下测量垂直安装面的角速率设计。
陀螺仪利用先进科氏振动技术测量绕敏感轴的绝对角速率。
零偏稳定性:0.1 °/h；随机游走: 0.003 °/√h。
特点
∙高性能漂移稳定性
∙噪声低
∙重量轻
∙寿命长，稳定性强
∙价格优惠
∙卓越振动性能
主要应用
∙导航控制系统
∙平台稳定。
