红外导引头伺服控制系统设计及控制方法研究

发布时间：2020-06-14 21:42

【摘要】：红外导引头的伺服控制系统,对提高导引头的跟踪速度和精度非常重要,目前各国都努力研究该方向。在本文中,结合具体的研究对象,设计了一套基于FPGA与ARM的数字计算机控制系统,主要包括硬件电路设计、软件设计与控制算法研究。首先,本文设计的红外导引头伺服控制系统采用俯仰轴、方位轴两轴机械结构的陀螺平台稳像方案。红外导引头伺服控制系统的控制回路主要由预定回路、稳定回路、角度跟踪回路三个控制回路组成。而在本文中,主要研究的是导弹末端制导阶段导引头的工作状态,在末端制导阶段的控制回路只有跟踪回路和稳定回路。其次,红外导引头伺服控制系统采用FPGA+ARM双核硬件架构。FPGA主要负责信号采集,具体信号:视线角度信号,方位、俯仰轴的速率陀螺仪的角速度信号。ARM负责数据处理、核心控制算法计算和电机控制。同时,结合该硬件系统,完成了软件设计,主要包括FPGA的接口程序、μC/OS-Ⅱ系统的移植和μC/OS-Ⅱ系统的任务设计。最后,对红外导引头伺服控制系统进行了数学建模,重点研究了导弹末端制导阶段,角跟踪回路与稳定回路的数学模型。该系统是典型的位置、速度双闭环控制系统,所以在本中采用串级控制。同时,重点研究了图像处理与数字计算环节延迟对系统的影响。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ765.333
【图文】：

响尾蛇导弹

第１章绪论逡逑１．２伺服控制系统的研究现状与发展趋势逡逑图１．１制导导引头逦图１．２火炮动基座逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｅｅｋｅｒ逦Ｆｉｇ．邋１．２邋Ａｒｔｉｌｌｅｒｙ邋ｂａｓｅ逡逑Ｉ逦幽逡逑Ｉ逦ＢＨｂＩ逡逑图１．３雷达基座逦图１．４照相机逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｒａｄａｒ邋ｐｅｄｅｓｔａｌ逦Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｄｉｇｉｔａｌ邋ｃａｍｅｒａ逡逑近年来，随着计算机技术、数字控制技术、精密加工技术、导航制导技术、功率驱逡逑动技术、伺服控制技术、惯性技术以及各种元器件性能和精度的不断提高使得伺服控制逡逑系统得到了迅速的发展［３］。逡逑像美、英、法、俄等国家从２０世纪５０年代就开始研究伺服控制系统，各国对此投逡逑入了巨资。迄今为止，他们将红外制导系统广泛应用到多种导弹武器系统中［１］。简单列逡逑举了若干红外导引头的典型武器，如表１．１所示。逡逑■■■邋＇＞：：；！逡逑Ｖ邋Ｖ邋、，；逡逑图１．５邋ＡＩＭ－９响尾蛇导弹逡逑Ｆｉｇ．邋１．５邋Ｓｉｄｅ

导引头

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【参考文献】