1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

国内研究状况：我国稳定跟踪伺服平台的研制起步时间较晚但发展的速度却非常快，已经逐步的缩小了与国外一些发达国家的差距。当代先进探测系统发展的趋势将传统的平架式结构改进为Ｈ轴平台式结构，其结构由于质量小、工艺相对简单而获得研究者的重视。上世纪六十年代中期，某单轴的基于单自由度的液浮积分式陀螺仪的高精度伺服平台在707所进入了研制阶段，该平台全面的精度要求在1974年进行了测定，此测定的结果于次年得到了鉴定。该平台的主体结构由电子控制箱与机械框架两部分组成。此平台采用交流式力矩电机直接驱动转台工作，由感应式同歩器及旋转式的变压器结合来测试转台的角系统，其中，轴承采用的是气浮式轴承我国于上世纪的八十年代研制出了稳瞄式的平台，而研制陀螺式的稳定平台工作也在九十年代初得到了全面的开展。比如北京的618所在此时开始研制的机载陀螺式的稳定平台，其精度就已经达到了0.1mrad。武汉717所以光电稳像平台系统的研究为主，比如该所的舰载式红外平台系统的稳定精度达到了1mrad。1991年，北京航空精密机械研究所成功的研制出了国内第一台高精度的Ｈ轴转台，该转台是由计算机控制并且电控系统采用了模块化系统，从而使得转台的Ｈ轴的回转精度控制在#177;2的范围内，相邻的两轴的垂直度误差为#177;1。国内清华大学的精密机械与机械系的惯导研究试验室也在1997年成功的研制出了机载式稳瞄跟踪系统，并且在同年交付给了部队使用。北方自动化所研究的Ｈ轴稳定跟踪系统，其稳定精度达到了0.2mrad，该项技术指标跨入了国际先进行列。但从我国整体研究水平和研究类型来看，还远远落后于国外一些国家的研究水平，大多数稳定跟踪平台的稳定精度gt;1mrad，与国际先进水平还有较大差距。国外研究状况：目前世界范围内的高精度Ｈ维伺服平台的发展也很快，很多武器装备上都采用了稳定平台。国外的稳定跟踪伺服技术主要己经趋向于小型集成式数字化的研究发展，而且在目前武器装备的发展过程中大多己经装备于坦克、战机和驱逐舰上。世界各国为了高精度Ｈ维伺服平台的快速发展及在武器装备的应用上展开了激烈的竞赛。在一些发达的资本主义国家的先进武器装备的系统中，比如美、英等国在役的武器装备上相当广泛的使用了基于微惯性的传感器的跟踪平台。由德、意、日、瑞、西等国家联合研制的化is-t的近程空空导弹，将准备用Ｗ替换送些国家正在服役的＂响尾蛇＂导弹。其具有相当高的灵敏度和抗干扰的能力，1996年12月，在＂响尾蛇＂导弹的弹体上加装的iris-t导引头进行了两次实弹的射击，均取得了成功，直接命中了对面接近的两架飞机。美国军方配备的使用激光式陀螺技术进行研制出的方位位置的惯性系统自行式榴弹炮的组件，在使用的时候可给军队提供高精度方位的基准、Ｗ及行军中经度与纬度的输出，其性能适高于美军制定的maps系统的规范要求。在导弹的制导方面，Ｗ色列的＂怪蛇＂４是以色列成功研制出的第四代空空导弹，其红外导引头的视场相当大，能够保持很高的跟踪速度，并且其抗干扰性能良好。在理想的状态下，这种探测头对某些目标信号的探测的距离可Ｗ达到约110ｋｍ，其跟战斗机自身雷达的探测距离基本上一样远。美国海军成功研制出的舰载天线式稳定系统，其采用了石英音叉式陀螺，主要应用于卫星通讯系统，此系统在使用过程中在连续的工作了10万小时的状态下而未曾出现故障。美国某公司当前正在研制用于装甲战车上Ｗ光电跟踪的系统作为基础的新式坦克的瞄准工具。此新式瞄准工具可Ｗ将热成像系统、相关的矩心视频信号跟踪定位器和双轴数字式控制的稳瞄具头部集成为一体。新型的机载吊舱探测系统是红外稳定平台的最典型应用。如northrop grumman公司生产的产品litening at，使用光电和红外传感器，可Ｗ全天候定位、识别和跟踪目标。由于系统中激光不与光电传感器共享光路，从而避免了激光的能量反射到图像传感器上面去。另外，由于能量损失很小，所系统的耗能也比较小，从而使得系统具有更好的简单可靠性，使用寿命也更长。值得注意的是，国外研制的用于战斗机上的新型吊舱都采用的是两自由度极坐标结构，此结构具有很大的探测离轴角。因此，送些机载的吊舱式系统更好地体现了战斗机机载平台与攻击一体化的能力和新型稳定平台的发展技术。

目前，大多数运动平台采用的是电机#8212;#8212;滚珠丝杠式的驱动，伺服电机轴的旋转通过丝杠转化为运动平台的直线运动，其极限加速度可以达到1g。近年来日本发明了一种采用直线电磁电机驱动的平台，可以有效地提高定位系统的速度和可靠性。省去了旋转电机驱动中的传动环节，从而缩小了规模，提高了运动平台的性能。但目前存在的问题是，无论用哪种直线电机驱动方式，都不同程度的存在滞后、有限响应、有限加速度及速度等问题，限制了定位精度的进一步提高。音圈电机是另一种可用于直接驱动的驱动元件，它是基于安培力原理制造的，除了和直线电机一样避免了传动环节存在间隙等不足外，在理论上具有无限分辨率，还有无滞后、高响应、高加速度、高速度、体积小、力特性好、控制方便等优点使之更适用于要求高加速度，高频激励，快速和高精度定位的控制系统中。一种三轴移动平台x向采用音圈电机驱动，y向则用平面直线电机驱动，z向用伺服电机驱动。新加坡发明的三向都采用音圈电枢驱动的xyz精密运动平台，即在该安装有焊头的平台中，其x向、y向、z向均采用音圈电机进行驱动来实现焊头在水平面的三自由度运动。又比如美国beitedmologies公司的音圈电机也有用在三维运动平台上的成功范例。

根据所查文献，大多都是基于单片机/嵌入式处理器的三轴运动台，该系统由机械本体、cpu控制单元、上位机和传感器组成。上位机通过串口与处理器通信，cpu输出信号经电机驱动控制电机旋转，电机带动机械设备实现平台运动，传感器反馈实现精度控制。此外，还有用pc 运动控制器的，形成一种开放式、分布式控制方法，这种可以使控制系统的多轴控制指令集在一个机器周期内完成以实现多轴高精度同步控制。运动控制器是以中央逻辑控制单元为核心、以传感器为信号敏感元件、以电机或动力装置及执行单元为控制对象的一种控制装置，其功能在于提供整个伺服系统的闭环控制，如位置控制、速度控制和转矩控制等。目前在工业控制领域中，应用的最为广泛的运动控制器大体可分为如下四类：

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

主要研究面向数控化三自由度的运动平台的设计，主要工作包括：电机的选择、导轨的选择、滚珠丝杆的设计、机械结构的设计、控制系统的设计、画CAD图纸、三维虚拟样机设计、三轴运动规划、编程及软件仿真。

研究方案：用proe实现机械部分的建模及仿真，用keil和poroteus实现电气部分的设计及仿真，用autocad画机电图纸