基于超前滞后补偿算法的光电雷达伺服控制系统设计

发布时间：2020-06-14 18:31

【摘要】：近年来随着科学技术的进步和航空航天工业的发展,军事飞行武器朝着体积更小,速度更快,捕获能力更强的方向发展。这篇论文在分析光电雷达伺服控制系统国内外研究现状的基础上,选择以ARM+FPGA为架构的光电雷达伺服控制器为研究对象。利用ARM在算法设计上的优势实现了光电雷达伺服系统在速度回路和位置回路处超前滞后补偿的算法,利用FPGA强大的并行能力,完成了接收编码器接收数据和PWM电机的驱动调制。首先,论文对伺服控制系统基础理论进行研究,确立了以双极型可逆电机驱动为基础,提出了超前滞后补偿的算法模型。其次,根据光电雷达伺服伺服控制系统要求与性能指标,进行伺服控制器的硬件设计:选择Samsung公司ARM920T内核的S3C2440和XILINX公司的FPGA芯片XC3S400作为主控芯片,ARM与FPGA的连接方式采用中断+存储的形式;设计出了光电雷达伺服控制器各个模块的电路图。最后,对伺服控制系统的模型进行了仿真分析,得到了速度回路和位置回路一系列的仿真波形。采用C语言编写在ARM中实现超前滞后补偿的算法的代码,用Vierlog语言实现FPGA芯片中的编码器、脉冲发生电路的程序代码。并对系统进行实验测试验证了伺服控制系统功能可靠性、程序稳定性和硬件电路稳定性。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V243.2
【图文】：

电压波形,驱动原理,力矩电机,管压降

图 2.1 力矩电机驱动原理图Fig. 2.1 principle diagram of torque motor中，假定三极管 VT 先导通一段时间 t1(忽略 VT 的管压降，到电机两端上)，然后关断一段时间 t2，经二极管 VD 续流[2机 M 两端电压波形如图 2.2 所示。图 2.2 电压波形图Fig2.2 Voltage Wave Profile

电压波形图,驱动原理,力矩电机

机驱动原理电机的原理图如图 2.1 所示。图 2.1 力矩电机驱动原理图Fig. 2.1 principle diagram of torque motor中，假定三极管 VT 先导通一段时间 t1(忽略 VT 的管电机两端上)，然后关断一段时间 t2，经二极管 VD 机 M 两端电压波形如图 2.2 所示。

【参考文献】