● 摘要
稳定平台是航空遥感对地观测系统中的一个重要组成部分。为了满足高精度、大负载、小体积的设计要求，稳定平台传动系统一般采用齿轮驱动。因此，稳定平台传动系统中存在齿隙。齿隙非线性影响传动系统性能，齿隙幅值过大时，甚至会造成极限环振荡，使系统变得不稳定。因此，研究齿隙辨识与误差补偿方法对提高稳定平台传动系统的响应速度和稳态精度具有重要意义。 本文以稳定平台传动系统为研究对象，搭建传动系统软件实验平台，建立传动系统模型，在实验平台上研究齿隙模型辨识方法，得出更精确的齿隙模型，然后分析齿隙环节对传动系统的影响，研究相应控制方法对齿隙误差进行补偿，通过仿真与实验验证所设计控制器的误差补偿效果。详细内容如下： （1）介绍了稳定平台传动系统硬件实验平台，在其基础之上，编写本文所需的软件，搭建软件实验平台，其中包括DSP、FPGA控制程序以及上位机通信软件。 （2）综合分析传动系统各环节的模型，针对稳定平台传动系统的特点，建立了合适的直流力矩电机模型、摩擦模型和齿隙模型，然后对稳定平台传动系统建模。 （3）进行齿隙模型辨识方法研究。以几何测量方法得到的幅值作为齿隙幅值实验辨识的基准，研究基于双端角度信息与基于时域积分的齿隙幅值实验辨识方法。设计实验获取合适的数据，对齿隙模型中的弹性系数与阻尼系数进行离线辨识，得到传动系统中更精确的齿隙模型。 （4）研究齿隙对传动系统性能的影响，从理论与实际上分析极限环振荡是如何产生的，并研究齿隙误差补偿方法，设计位置差反馈控制器，进行仿真分析与实验研究，以验证其控制效果。