题目：机载稳定平台用永磁同步电机的高精度控制方法研究

机载稳定平台与其上搭载的光电载荷构成光电稳定平台，主要用于昼夜侦察和监视，捕获目标并进行跟踪、识别、测距，控制精确制导武器的投放等。机载稳定平台系统视轴的稳定是实现可靠、高精度跟踪的基础。由于机载稳定平台系统装载在飞机上，载机的姿态变化、振动和飞行中的风阻力矩会造成视轴指向不稳定，从而直接影响平台的瞄准定位精度。 机载稳定平台负责隔离载机姿态运动和其他扰动因素对视轴的扰动，以及伺服跟踪给定的位置指令信号，从而保证高精度的瞄准、跟踪和定位的实现。 本论文以机载稳定平台用永磁同步电动机驱动控制系统为主要研究对象，重点在：电流采样电路的误差引起的转矩波动分析、控制策略研究、线性功率驱动方法研究三个方面开展了相关研究工作。论文的主要工作内容和研究成果体现在以下几个方面： （1）针对永磁同步电动机矢量控制系统中，电流采样电路的零点误差和增益误差对驱动控制系统性能的影响，本文对电流采样电路的零点误差和增益误差的形成和影响进行了理论分析，然后通过对系统的仿真模型和实际的实验平台进行相关测试，证实了理论分析的正确性，为提出解决该问题的措施奠定了基础。 （2）针对机载稳定平台用永磁同步电动机驱动控制系统的负载扰动的问题，本文在对目前已有的系统抗扰动控制方法进行总结和分析的基础上，采用扩张状态观测器来实时估计系统中的负载和其他扰动，并用加前馈控制加以补偿。通过仿真和实验分析表明，加入ESO观测器不仅可以明显提高系统的抗干扰性能，还可以提高系统的快速性，以及补偿由电流采样误差引起的系统转速波动。 （3）针对脉宽调制式功率驱动方法中低速运行转矩波动大、干扰大和基于分立元件的线性功率驱动中可靠性低等问题，本文提出采用基于大功率集成运放的线性功率驱动方法，设计了合理的驱动结构，应用于永磁同步电动机。通过实测数据表明，基于大功率集成运放的线性功率驱动方法，避免了脉宽调制方式中开关频率次谐波的影响和死区导致的过零点附近明显的电流波形畸变，获得了良好的电流输出品质，实现了永磁同步电动机低速时的平稳运行，为系统精度的提高奠定了基础。 （4）针对机载稳定平台对驱动控制器的高控制精度要求，设计了一种基于大功率运放的线性功率驱动控制器的总体结构。在综合考虑器件选型和电路布局的基础上，完成了驱动控制器的硬件设计，并完成了DSP的软件设计和编程。 （5）在搭建机载稳定平台用永磁同步电动机驱动控制器实验平台的基础上，分别完成了系统电流闭环、速度闭环和位置闭环的性能测试，获得了良好的闭环性能，位置定位分辨率达到20'。