论文摘要：有限转角摆动扫描控制系统的分析与实现

有限转角摆动扫描控制系统是激光测距仪和摆动扫描式红外地球敏感器的关键部件之一，直接决定着系统的性能，因此，对有限转角摆动扫描控制系统进行分析和研究有着非常重要的意义。 本文以有限转角摆动扫描控制系统为研究对象，对光栅编码器及其电学细分技术、有限转角无刷直流力矩电机的设计、模拟式PID控制器设计、摆动扫描控制系统测试平台的设计等诸多方面进行了研究，本文的主要研究工作如下： 1.论述了国内外有限转角摆动扫描控制系统的背景、应用、发展现状及发展趋势，并针对激光测距仪上摆动扫描控制系统的具体要求进行了分析和研究。 2.分析了摆动扫描系统的原理与组成，针对激光测距仪上摆动扫描控制系统的技术指标要求，提出了摆动扫描控制系统的总体设计方案。 3.完成了有限转角摆动扫描控制系统的数学建模，并基于Matlab/Simulink环境对其进行了仿真分析。 4.在对系统进行建模与仿真分析的基础上，针对系统中存在光栅码盘位置检测精度低、电机驱动电流小、易受外界干扰等问题，提出了一种新的工程实现方法。该方法首先采用有限转角直流无刷力矩电机作为执行元件和挠性枢轴连接，可以减小力矩波动和机械摩擦；然后通过电学细分的方法提高光栅的分辨率；最后采用电流反馈和速度反馈相结合的PID控制策略提高了系统的性能。 5.完成了摆动扫描控制系统的测试试验平台的设计，加快了摆动扫描控制系统的研制过程。