飞行器舵机控制系统硬件设计

发布时间：2021-12-30 15:12

　　控制系统是飞行器飞行的制导系统,其性能决定了飞行器的精确度和可靠性。因此在未来对飞行器的研究是离不开对控制系统的重点研究的。控制系统就是将接收到的飞行器状态数据分析处理,然后指示执行舵机调解舵面,来调整飞行器状态的一种全自动飞行器姿态调节器控制系统。本论文研究的是一种基于TMS320F28335DSP（Digital Signal Processor）的飞行器舵机控制系统,主要研究工作分析其结构组成、控制器的软硬件设计、制作,并进行了初步的调试、实验。首先,阐述了飞行器控制系统的总体设计。详细研究了以DSP为控制核心的系统结构,并从控制系统的实际性能要求和降低成本等方面考虑,决定选用的无刷直流电机以及和其相配套的电机驱动器类型、位置传感器以及导航系统。最后以主控芯片TMS320F28335为控制器的核心处理器串口通讯电路、采样控制电路、PWM输出及外围驱动电路的设计方案。然后,本文详细介绍了DSP的最小系统及其外围电路,包括系统供电电路、时钟电路、串口通讯电路、电压转化电路、滤波电路、PWM电路和隔离电路等共同构成的DSP控制器。同时阐述了相关电路软件的软件设计思路和实施方案。最后,对... 

【文章来源】：西安工业大学陕西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 舵机的发展概况
    1.3 伺服技术发展与现状
    1.4 国内外飞行器研究现状
    1.5 课题研究的内容与章节安排
2 飞行器控制系统总体方案设计
    2.1 飞行器的控制系统的基本原理
    2.2 飞行器控制系统硬件电路设计方案
        2.2.1 主控制处理器芯片
        2.2.2 A/D信号调理电路
        2.2.3 驱动电路设计
        2.2.4 通信电路设计
        2.2.5 硬件电路抗干扰
    2.3 控制系统主元件的选型
        2.3.1 飞行器实时姿态导航仪的选型
        2.3.2 控制器处理器选择
        2.3.3 电机的选择
        2.3.4 集成舵机驱动器和减速器的选择
        2.3.5 舵面位置检测传感器选择和设计
    2.4 上位机的设计
    2.5 滤波电路的设计
    2.6 飞行器控制系统控制方案
    2.7 本章小结
3 飞行器控制系统硬件设计
    3.1 飞行控制器的结构组成
    3.2 DSP芯片选择
    3.3 控制系统硬件电路设计
    3.4 DSP最小系统
        3.4.1 电源电路设计
        3.4.2 JTAG接口电路设计
        3.4.3 外部存储器的扩展
        3.4.4 系统时钟和复位电路设计
    3.5 串行通信接口(SCI)电路设计
        3.5.1 RS-232通信接口电路设计
        3.5.2 RS-422接口设计
    3.6 驱动电路设计
    3.7 舵面位置检测及AD转换调理电路设计
    3.8 电池电压检测电路
    3.9 硬件电路抗干扰设计
    3.10 本章小结
4 飞行器控制系统软件设计
    4.1 CCS的概述
    4.2 FLASH烧写过程
    4.3 飞行器控制器软件设计
    4.4 系统模块初始化
        4.4.1 系统时钟模块设置
        4.4.2 看门狗模块设置
        4.4.3 DSP的I/O模块设置
        4.4.4 中断系统模块介绍
    4.5 飞行器系统各功能模块介绍与设计
        4.5.1 A/D模数转换模块介绍及设计
        4.5.2 EPWM模块介绍与编程
        4.5.3 DSP(TMS320F28335)的SCI串口通信模块软件设计
    4.6 系统软件抗干扰
    4.7 本章小结
5 系统调试
    5.1 串口通信电路调试
    5.2 供电电压的检测
    5.3 ePWM模块的调试
    5.4 电压调理电路调试
    5.5 硬件电路调试过程中出现的问题
        5.5.1 电源管理器散热
        5.5.2 继电器的驱动
        5.5.3 电机驱动器故障
        5.5.4 DSP控制器的散热
        5.5.5 IC芯片问题
    5.6 系统抗干扰设计
    5.7 小结
6 总结
    6.1 总结
    6.2 进一步展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]软件抗干扰技术在单片机系统设计中的应用[J]. 崔萃.  电脑知识与技术. 2009(30)
[2]某型无人机飞控系统设计与实现[J]. 姜杨,薛艳峰,陈剑涛.  计算机测量与控制. 2009(05)
[3]TMS320F28335及其最小应用系统设计[J]. 雷晓瑜,曹广忠.  电子设计工程. 2009(01)
[4]基于DSP的模拟舵机位置伺服系统设计与实现[J]. 邵瑜,李声晋,高婧.  微特电机. 2008(09)
[5]单片机系统常用抗干扰措施[J]. 徐梅.  高校实验室工作研究. 2006(04)
[6]单片机系统常用抗干扰措施[J]. 徐梅.  高校实验室工作研究. 2006 (04)
[7]基于模糊控制的PID参数的整定[J]. 王丁磊,冯冬青.  安阳工学院学报. 2006(01)
[8]基于DSP的某型无人机飞控系统硬件平台的设计[J]. 胡勇,丁万山.  航空计测技术. 2004(05)
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硕士论文
[1]基于DSP的飞行器控制系统设计与研究[D]. 张磊.西安工业大学 2012
[2]小灵巧滑翔弹飞行控制系统设计[D]. 孙志伟.南京理工大学 2010
[3]基于DSP的舵机控制系统[D]. 陈雪姝.西安电子科技大学 2009
[4]基于DSP的制导炸弹弹载计算机系统设计与实现[D]. 白海滨.哈尔滨工业大学 2007
[5]基于DSP的导航/飞控嵌入式系统设计[D]. 周传祥.西北工业大学 2007
[6]基于DSP的MEMS陀螺信号处理平台设计[D]. 王勇.西北工业大学 2007
[7]高精度舵机控制器的研制[D]. 胡林.西北工业大学 2006
[8]基于DSP的弹载计算机研制与开发[D]. 李岩.南京理工大学 2005
[9]基于DSP的导弹舵机伺服控制系统的研究[D]. 林忠万.西北工业大学 2004



本文编号：3558456