基于DSP的数字伺服系统研制及控制算法的研究.pdf

南京理工大学
硕士学位论文
基于DSP的数字伺服系统研制及控制算法的研究
姓名:匡斌峰
申请学位级别:硕士
专业:系统工程
指导教师:李军
20070710
摘要关键词:伺服系统,悄躊。雷达,其目标识别能力、隐蔽程度、攻击能力、目标命中精度均大大提高,对防空体系中的伺服系统提出了更高、更新的要求。伺服系统是以机电一体化、自动控制技术为主体,多个学科结合的有机产物,具有非常广阔的应用前景,其研究成为热点。成对各种信号采样、滤波等操作;控制算法部分主要负责控制量的计算。然后,详细研究了控制算法,针对基于氖炙欧低车目刂凭ǘ雀摺⑺度快等特点,采用传统惴ê椭悄躊算法对系统进行了仿真,并得出传统的最后,在实际调试中,为达到系统的各项技术指标,采用了智能惴ǎ本文所设计的数字伺服系统在跟踪各种典型信号时取得了令人满意的控制效果,系统运行稳定,满足技术指标要求。随着各种高新技术应用到巡航导弹、隐形飞机、激光武器、无人驾驶侦察机、首先,本文阐述了基于氖炙欧低匙芴迳杓啤N闹邢晗秆芯苛嘶贒的数字伺服系统总体结构,并从系统应有的输出能力要求出发,选定稀土永磁同步交流无刷伺服电机和驱动器;再从系统精度要求出发,选择和设计以双通道旋转变压器与轴角编码器组合的检测装置:最后从控制系统出发,设计了欧刂破鞯淖芴结构,并围绕主控芯片详细介绍了伺服控制器、采样控制电路、输出控制电路及外围接口电路的具体设计。其次,本文给出了基于氖炙欧低橙砑杓啤K欧低持械目刂迫砑存储在酒校饕S尚藕挪杉⒎⑺汀⑹荽砗涂刂扑惴ú糠肿槌伞P藕挪集和发送包括与计算机之间的信息交换,以及实际架位信号的采集;数据处理主要完惴ú荒苈慵际踔副甑囊G蟆加入前馈补偿复合控制算法,系统控制精度明显改善,极大地提高了系统性能。
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研究生签名:丝翌担川年拢と勰只声明学位论文使用授权声明授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名:南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并论文,按保密的有关规定和程序处理。,、‘
瘫尘随着现代科学技术日新月异,特别是微电子、计算机、电子半导体和电机制造技术在军事领域的广泛应用,各种用高新技术武装的巡航导弹、隐形飞机、激光武器、无人驾驶侦察机、雷达不断涌现,其目标识别能力、隐蔽程度、攻击能力、目标命中精度均大大提高,因此,对防空体系中的伺服系统提出了更高、更新的要求。当今,在防空体系中,对雷达天线的自动瞄准跟踪控制,高射炮、战术导弹发射架的瞄准运动控制,防空导弹的制导控制等伺服系统而言,必须具有很高的角速度、角加速度和跟踪精度,具有良好的快速性和动态品质,具有很高的可靠性和可维护性,以及与其他武器协同作战,才能担负起未来战争中对空作战和防御的任务。国外发达国家在复杂武器系统研制上起步比我国早,目前已研制出的近程反导高炮系统己有十余种之多,其中美国、意大利、荷兰、瑞士、俄罗斯等国均走在前列。如:俄罗斯亚速海光学机械制造厂和诺德尔曼国家精密机械设计局联合研制推出的“斑蝰蛇”防空导弹系统,性能指标已臻国际一流;美国波音公司单独研制的“复仇者”防空导弹系统在海湾战争中尽显神威;舰载系统尚有意大利、瑞士联合研制的“米瑞德”系统;这些反导武器的伺服系统均具有高速度、高加速度、高精度的特点,而我国在小高炮的交流数字随动系统的研制上,“以矢量控制变频调速异步机”和“自控式变频同步电动机”代替“直流来胖绷鞯缍蔽V葱械缁蟠提高了系统的性能指标。尽管我相比仍存在较大差距。为了缩小与世界先进水平的差距,更好地缩短伺服系统的研制时间,开发出性能更优越、精度更高的自动瞄准跟踪控制、高射炮发射架的瞄准运动控制、战术导弹发射架的瞄准运动控制、防空导弹的制导控制等伺服系统已经成为当今一个非常重要的课题。而在伺服控制领域中,由于武器发射时冲击干扰力矩及不同的转动惯量负载情况下对伺服系统的动、静态性能都会带来一定的负面影响,而研究武器发射时冲击干扰力矩、摩擦力矩和转动惯量等因素对伺服系统的精度、快速性和准确性的影响,对提高伺服系统的实用性有着重要的意义。本文研究主要是围绕建立稳定的数字伺服系统实验平台的研制而展开的,组建一个集测试、伺服控制、模拟加载为一体的数字伺服实验室,在智能加载系统模拟火炮发射情景下,研究