现代防空火炮随动系统的设计与应用研究

发布时间：2021-10-06 17:50

　　最近几场战争的告终,给出这样一个结论：当今世界的武器技术,其自动化程度已经很高,并正朝着智能化方向迅猛发展。火力与指挥控制系统,无论是机载的、舰用的、还是地面的,也正顺从这一总趋势,不断实现着原理、概念和实际产品的更新换代。高炮随动系统是整个防空火炮武器系统的核心部分,随动系统性能的优劣将直接影响防空武器系统的整体作战效果。为提高自行高炮武器系统的综合作战能力,使武器系统形成最佳战斗力,必须要使随动系统具有高速度、高精度、高可靠性和较强的抗干扰能力。因此研究高炮随动系统对火控系统性能的影响是非常重要的。近年来,永磁同步电机以其结构简单、效率高、功率因数高、转动惯量低等优点在运动控制中引起了广泛关注,并应用于导航系统、雷达天线、数控机床、机器人等领域。然而,永磁同步电动机是典型的非线性、多变量、强耦合系统,且受电机参数变化、外部负载扰动等不确定性因素的影响,要获得高性能的永磁同步电机随动控制系统,必须研究先进的控制策略以克服这些不确定性的影响,使系统具有较强的自适应能力和抗干扰能力。本文首先对矢量控制理论进行了细致的研究,着重对id=0控制和最大转矩电流比（MTPA）控制进行了深入的分析... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 防空火控系统的介绍
        1.2.1 防空火控系统具有下列功能
        1.2.2 防空火控系统组成
    1.3 数字化火控随动系统介绍
        1.3.1 随动系统的发展与趋势
        1.3.2 数字化随动系统优点
        1.3.3 火炮随动控制系统介绍
    1.4 系统设计总体方案
    1.5 本文的主要工作及结构安排
第2章 火控计算机分系统
    2.1 火控计算机的主要功能和性能指标
        2.1.1 火控计算机主要功能
        2.1.2 火控计算机的性能指标
    2.2 火控计算机的体系结构及组成
        2.2.1 火控计算机的体系结构
        2.2.2 火控计算机组成
    2.3 总体方案及功能模块
        2.3.1 总体方案的要求
        2.3.2 功能模块的划分
    2.4 关键技术研究
        2.4.1 总线选择
        2.4.2 多处理器并行处理技术
        2.4.3 容错技术
        2.4.4 可测试性设计技术
        2.4.5 实时操作系统
        2.4.6 编译程序
    2.5 火控计算机及其在工业控制中应用展望
    2.6 本章小结
第3章 随动系统的执行元件—永磁同步电机的数学建模
    3.1 永磁同步电机的结构及特点
    3.2 坐标变换原理
        3.2.1 Clarke变换及其逆变换
        3.2.2 Park变换及其逆变换
    3.3 永磁同步电机的数学模型
    3.4 本章小结
第4章 永磁同步电机矢量控制系统
    4.1 永磁同步电动机基本电磁关系
    4.2 PMSM矢量控制策略分析
        4.2.1 i_d=0控制
        4.2.2 最大转矩电流比(MTPA)控制
    4.3 空间矢量脉宽调制技术
        4.3.1 SVPWM的形成
        4.3.2 三相电压区间分配及矢量合成
        4.3.3 SVPWM算法实现
    4.4 本章小结
第5章 系统控制算法设计与仿真分析
    5.1 系统整体控制方案
    5.2 引入智能积分器的模糊控制器设计
        5.2.1 智能积分器简介
        5.2.2 智能积分器设计
    5.3 基于MTAP模糊控制算法的控制系统仿真
        5.3.1 SVPWM仿真模块介绍
        5.3.2 电压波形
        5.3.3 空载波形对比分析
        5.3.4 负载波形对比分析
        5.3.5 定子电流波形对比分析
    5.4 本章小结
第6章 火控随动分系统的实现
    6.1 系统主电路
    6.2 硬件设计
        6.2.1 基本功能电路
        6.2.2 外围接口电路
        6.2.3 驱动电路
    6.3 软件设计
        6.3.1 主程序
        6.3.2 初始化子程序
        6.3.3 中断服务程序
        6.3.4 SVPWM子程序
        6.3.5 磁位角检测和计算功能子程序
        6.3.6 通信功能子程序
    6.4 性能测试
    6.5 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊控制在异步电机直接转矩控制系统中的应用[J]. 周博,邓福军.  变频器世界. 2011(04)
[2]永磁同步电机转子位置求取方法[J]. 李豹,左月飞.  电机与控制应用. 2011(04)
[3]引入智能积分器的PMSM模糊控制系统[J]. 王迪,王旭东.  电机与控制学报. 2010(10)
[4]基于空间矢量PWM技术的零矢量分配问题分析[J]. 薛毓强,刘斌.  电机与控制学报. 2010(08)
[5]永磁同步电机交流伺服系统的研究与应用[J]. 严伟灿,周立新,刘栋良.  电机与控制应用. 2010(05)
[6]基于TMS320F2812的永磁同步电动机伺服系统设计[J]. 曾祥华.  电机与控制应用. 2010(02)
[7]一种过调制算法及其在永磁同步电动机弱磁控制中的应用[J]. 吴芳,万山明,黄声华.  电工技术学报. 2010(01)
[8]一种基于非线性正交反馈补偿磁链观测器的PMSM直接转矩控制研究[J]. 李世博.  微电机. 2009(08)
[9]基于改进型模型参考自适应的PMSM参数辨识[J]. 沈艳霞,刘永钦.  电气传动. 2009(05)
[10]双变结构控制在永磁交流伺服系统中的应用[J]. 刘军,陈严锋,朱德明,严仰光,俞金寿.  微电机. 2009(04)



本文编号：3420474