طراحی و ساخت سیستم کنترل به منظور پایدارسازی سکوی دو درجه آزادی

در این پایان نامه پایدارسازی سکوی دو درجه آزادی به صورت سخت افزاری مورد تحلیل قرار گرفت. سیستم مورد نظر برای پایدارسازی خط دید طوقه ی داخلی، باید اغتشاشاتِ وارد شده بر بدنه را تا حد امکان کاهش دهد. اجزای اصلی این سیستم شامل طوقه ها، حساسه ی سرعت زاویه ای و موتورهای گشتاورساز می باشند. حساسه انتخاب شده از نوع ژیروسکوپ نرخی الکترومکانیکی (mems) و مولدهای گشتاور نیز از نوع موتور جریان مستقیم با مغناطیس دائم می باشند. استخراج پارامترهای مدل سیستم به روش عملی انجام شده است. روابط و معادلات لازم برای مدل سازی هر یک از اجزای سیستم فوق در این پایان نامه آورده شده است. با توجه به تاثیر پدیده اصطکاک در بلبرینگ موتورها و همچنین طوقه ها، مدل سازی اصطکاک نیز مدنظر قرار گرفته است. پارامترهای ممان اینرسی طوقه ها توسط نرم افزار solidworkانجام شد. شبیه سازی پایداری سیستم با در نظر گرفتن روابط ریاضی و پارامترهای اجزای سکو، صورت پذیرفت، به منظور دقت بیشتر در طراحی فرض کردیم که به سکوی مورد بررسی لرزشی با فرکانس و دامنه ی مشخص حول سه محور مختصات(x,y,z) وارد می شود. در این حالت، تغییرات خط دید بدون اعمال سیگنال فرمان در هر سه جهت مقایسه شد. در قسمت شبیه سازی از کنترلگر تناسبی، تناسبی- انتگرالی استفاده شده است. همچنین جهت بررسی ردیابی هدف توسط طوقه ی داخلی، سیگنال فرمان به ورودی سیستم اعمال شد. سیگنال فرمان اعمال شده در دو جهت سمت برای طوقه ی خارجی و ارتفاع برای طوقه ی داخلی می باشد. در بخش پیاده سازی، ارتباط با سیستم سخت افزار از طریق کارت تحلیل داده pci1710hgانجام شده است. این کارت داده در محیط simulink نرم افزار matlab توسط جعبه ابزار rtwt قابل تعریف می باشد. در این جعبه ابزار رابط های کاربردی از جمله ورودی و خروجی آنالوگ، ورودی و خروجی دیجیتال، شمارنده برای ارتباط این کارت با سخت افزار وجود دارد. با استفاده از این کارت داده اطلاعات مربوط به ژیروسکوپ به این محیط انتقال داده شده و بسته به نوع کنترلگر انتخابی سیگنال کنترلی به موتورهای سمت و ارتفاع سکو اعمال می شود.