某转台伺服控制系统设计与功能实现

发布时间：2023-12-24 15:34

　　本文以某车载雷达两轴转台伺服控制系统研制为背景,详细论述了伺服控制系统中软硬件的设计方案,对伺服控制系统进行了仿真分析,着重论述伺服系统控制算法的设计和伺服功能的实现。本文主要进行了以下几个方面的工作:1.介绍了基于DSP+FPGA伺服控制器的硬件和软件设计方案。硬件设计中主要进行核心芯片的性能和功能介绍,控制器硬件电路的设计,控制器的上电顺序以及FPGA的各接口的时序设计。软件设计中主要进行系统总体软件流程设计以及各基本模块的软件流程设计,基本软件模块包括初始化模块、数据传输模块、中断控制模块和伺服控制模块。2.在MATLAB环境下对伺服控制系统进行仿真分析。首先建立了速度反馈环节的模型,然后根据电机等器件参数依次进行了电流环、速度环和位置环调节器的仿真设计,最后介绍了一种摩擦模型来分析转台在实际运行中受到摩擦力的影响。仿真结果证明了该伺服控制系统设计方案的合理性。3.重点论述了系统的控制算法设计和伺服功能实现方法。位置环设计了参数自整定的模糊PI控制算法,位置环和速度环还使用积分分离和遇限削弱积分的控制算法。在功能实现设计中通过对匀速轨迹功能进行速度规划,使该功能具备恒变加速度的启...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 课题背景及来源
    1.2 转台伺服系统的国内外发展现状
    1.3 论文研究的章节安排
第二章 伺服控制系统软硬件设计方案
    2.1 技术指标及功能需求
    2.2 伺服控制系统的组成
    2.3 伺服控制器硬件设计
        2.3.1 伺服控制器硬件组成
        2.3.2 伺服控制器主要芯片介绍
        2.3.3 伺服控制器电路设计
        2.3.4 伺服控制器上电顺序设计
        2.3.5 伺服控制器工作时序设计
    2.4 伺服控制器软件设计
    2.5 本章小结
第三章 伺服控制系统仿真分析
    3.1 转台负载力矩估算
    3.2 直流电机模型建立
    3.3 反馈环节的分析
    3.4 电流环的模型建立
        3.4.1 电流环分析
        3.4.2 电流环仿真
    3.5 速度环的设计和仿真
        3.5.1 速度环调节器器设计
        3.5.2 速度环仿真
    3.6 位置环的设计和仿真
        3.6.1 位置环调节器设计
        3.6.2 摩擦模型的建立
        3.6.3 位置环仿真
    3.7 本章小结
第四章 伺服控制系统关键技术研究
    4.1 遇限削弱与分离积分PI控制
    4.2 参数自整定模糊PI控制
        4.2.1 模糊PID控制器原理
        4.2.2 模糊PI控制器设计
        4.2.3 模糊PI控制效果分析
    4.3 匀速轨迹功能实现
        4.3.1 位置环匀速实现
        4.3.2 位置环速度规划
    4.4 航迹跟踪功能实现
        4.4.1 标准航迹测试原理
        4.4.2 速度前馈控制算法
    4.5 搜索扫描功能实现
        4.5.1 搜索扫描实现方法
        4.5.2 搜索扫描关键技术说明
    4.6 线性扫频信号设计
    4.7 本章小结
第五章 伺服控制系统性能测试
    5.1 系统基本性能测试
    5.2 航迹跟踪功能性能测试
    5.3 匀速轨迹功能性能测试
    5.4 搜索扫描功能性能测试
    5.5 系统频率响应性能测试
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
附录A
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3874797