1、i本科毕业论文（20 届）光电跟踪伺服系统性能提高的研究所在学院专业班级 电气工程及其自动化学生姓名指导教师ii完成日期iii目 录摘 要 . IAbstract .11 绪论 .11.1 光电跟踪伺服控制系统简介 .11.2 伺服系统的概念及其基本要求 .11.2.1 伺服系统的概念 .11.2.2 伺服系统的基本要求 .11.3 光电跟踪伺服系统原理 .21.4 光电跟踪伺服系统的国内外发展状况 .21.5 论文主要研究内容及意义 .31.5.1 论文研究的主要研究内容 .31.5.2 论文主要研究内容的意义 .32 光电跟踪伺服控制系统的组成及其数学模型 .32.1 光电跟踪伺服控制系统
2、的组成 .32.2 光电跟踪伺服控制系统各子系统的数学模型 .42.2.1 CCD 跟踪器 .42.2.2 数字控制器 .62.2.3 PWM 功率放大器 .62.2.4 直流力矩电机 .72.2.5 光电编码器 .92.3 数字模型的建立 .92.4 本章小结 .10iv3 光电跟踪双环伺服控制系统的设计 .103.1 控制系统校正的基本概念及性能指标 .103.2 控制系统校正方式 .103.3 伺服系统的设计 .113.3.1 系统性能分析 .123.3.2 速度回路设计 .123.3.3 位置回路设计 .153.4 本章小节 .194 基于 SIMULINK 光电跟踪伺服控制系统仿真研
3、究 .204.1 引言 .204.2 MATLAB/SIMULINK 简介 .204.3 基于 SIMULINK 仿真模型的建立 .214.4 仿真结果分析 .245 总结与展望 .255.1 总结 .245.2 展望 .24致 谢 .26参考文献 .28附录 1.29附录 2.29附录 3.30vContentsAbstract .1vi1 Introduction .11.1 Introduction of servo control system for photoelectric tracking .11.2 The concept and basic requirements of
4、servo system.11.2.1 The concept of servo system .11.2.2 Basic requirements for servo system.11.3 Principle of servo system for photoelectric tracking .21.4 Development of the optoelectronic tracking servo system at home and abroad .21.5 The main content and significance of the research.31.5.1 The ma
5、in research content of the paper.31.5.2 The significance of the main research content of the paper .32 The composition and the mathematical model of the servo control system .32.1 the composition of the servo control system .32.2 the mathematical model of the subsystems of the servo control system .
6、42.2.1 CCD tracker.42.2.2 digital controller.62.2.3 power amplifier.62.2.4 DC torque motor.72.2.5 encoder.92.3 establishment of digital model.92.4 summary .103 the design of the dual loop servo control system for the opto electronic tracking.103.1 basic concepts and performance index of control syst
7、em correction .103.2 control system correction mode.10vii3.3 servo system design .113.3.1 system performance analysis .123.3.2 speed loop design.123.3.3 position loop design.153.4 summary.194 the servo control system simulation based on MATLAB .204.1 introduction.204.2 MATLAB/SIMULINK introduction .
8、204.3 based on SIMULINK simulation model.214.4 simulation results analysis .244.5 before integrating inertia link Fifth chapter summary and prospect.5 summary and outlook .245.1 summary.245.2 outlook .24Thanks .26Reference.27Appendix 1 .28Appendix 2 .29Appendix 3 .30viiiI光电跟踪伺服系统性能提高的研究摘要：光电跟踪技术是近几年
9、来发展起来的高新技术之一，这种技术主要原理是把光电传感器送来的目标位置偏差信号送至计算机控制单元，经过一定的算法对信号进行处理， 通过控制伺服电机驱动转台带动光电传感器的跟踪轴指向目标，让偏差变小，实现目标的光电闭环自动跟踪，具有很好的实时性、精度高的特点，在靶场测量、武器控制、航空等各种军用与民用领域有着广泛的应用。光电跟踪系统在国防建设中具有巨大作用，我国在光电跟踪系统领域与国外存在巨大差距，为了追赶国外和促进相关科技领域的发展，研究如何提高光电跟踪系统性能具有重要战略意义。本论文介绍位置速度双闭环控制方法，采用该方法可以大程度提高光电跟踪系统性能。本文首先对光电跟踪伺服系统的基本原理以及国内外发展情况进行了介绍，然后建立了光电跟踪伺服控制系统的数学模型，接着进行光电跟踪双闭环伺服控制系统设计，然后利用MATLAB/SIMULINK建立了系统的仿真模型。对本文提出的提高光电跟踪伺服系统性能的方法进行了仿真与验证，取得了与理论分析一样的结果，证明了此方法的正确性。最后针对仿真中的一些现象出现的问题进行了分析，并且提出了适合的解决办法。关键词：光电跟踪伺服系统 MATLAB/SIMULINKII
