同源平衡及定位电液伺服系统冗余控制研究

发布时间：2020-12-12 22:30

　　针对同源平衡及定位电液伺服系统作为炮控系统的重要组成部分的高可靠性的要求,本文设计了一种冗余控制方案,提高了系统的可靠性。并设计了基于改进的RBF神经网络的PID控制器,实现了火炮身管的精确定位。本文详细介绍了冗余控制方案在硬件及软件方面的实现。在硬件方面,以TMS320F28335DSP为主控芯片,采用有仲裁机构的"热备份"方式,设计了同步模块、通信模块、检测模块及切换模块。重点研究了通过外接双四位二进制计数器、双可再触发单稳触发器和多路模拟开关组合实现了系统的切换控制。在软件方面,以CCS为开发工具,设计了数据采集模块、同步模块、信息共享模块、故障检测模块和切换模块五大功能模块。针对以往解析冗余故障判别中存在的不足提出了改进的故障判别方法,实现了对故障的更细致的判断。并针对故障切换中可能存在的扰动问题,引入了 Sigmiod软变切换结构以实现系统的平稳切换。为实现火炮身管的精确定位,设计了基于改进的RBF神经网络的PID控制算法。最后为了验证所设计的冗余控制系统,对同源平衡及定位电液伺服系统进行了调试。对故障检测、冗余切换关键模块进行了验证,并对整体系统进行了调试。实验结果表明:该... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 电液伺服系统概述
        1.2.1 模拟伺服系统
        1.2.2 数字伺服系统
    1.3 平衡及定位电液伺服系统研究现状
    1.4 论文主要内容
2 同源平衡及定位电液伺服系统综述
    2.1 同源平衡及定位电液伺服系统的工作原理
    2.2 液压系统组成
    2.3 电液伺服系统数学模型
        2.3.1 阀控缸的数学模型
        2.3.2 伺服阀控制驱动腔的数学模型
        2.3.3 比例溢流阀控平衡腔的数学模型
        2.3.4 同源平衡及定位电液伺服系统传递函数
    2.4 本章小结
3 冗余技术性能研究
    3.1 冗余技术的发展
    3.2 冗余方式分类
        3.2.1 有第三方参与冗余方式
        3.2.2 无第三方参与冗余方式
    3.3 双CPU冗余关键技术
        3.3.1 时钟同步技术
        3.3.2 信息共享技术
        3.3.3 故障检测技术
    3.4 本章小结
4 冗余系统设计
    4.1 系统总体设计
        4.1.1 系统总体结构
        4.1.2 控制器模块划分及功能
    4.2 系统硬件设计
        4.2.1 通信模块
        4.2.2 同步模块
        4.2.3 检测模块
        4.2.4 切换模块
    4.3 系统软件设计
        4.3.1 数据采集模块
        4.3.2 同步模块
        4.3.3 信息共享模块
        4.3.4 检测模块
        4.3.5 切换模块
    4.4 本章小结
5 控制算法设计及仿真
    5.1 PID控制
    5.2 RBF神经网络
    5.3 基于改进RBF神经网络的PID控制
    5.4 控制器仿真与分析
        5.4.1 系统输入阶跃响应的仿真结果
        5.4.2 系统输入正弦信号的仿真结果
    5.5 本章小结
6 实验验证
    6.1 半实物仿真原理
    6.2 实验平台的硬件组成
    6.3 实验平台的控制软件
    6.4 实验结果
        6.4.1 故障互检和冗余切换模块性能测试结果
        6.4.2 控制算法半实物仿真结果
        6.4.3 系统整体调试结果
    6.5 本章小结
7 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：2913387