稳像式火控瞄准镜伺服系统设计与实现

发布时间：2024-02-24 20:03

　　火控系统是坦克的重要组成部分,它是指安装在坦克内,能迅速地完成观察、搜索、瞄准、跟踪、测距,提供弹道修正量,解算射击诸元,自动装表,控制武器指向并完成射击等功能的一套装置。而其中较为基础的部分,即为具有观察、瞄准、跟踪功能的光学瞄准镜。为了使坦克火控系统能在静止甚至在行进中瞄准并射击目标,国内外对于实现瞄准镜和炮塔的伺服控制都做了深入的研究。现代坦克装备的火控系统按瞄准镜控制方式可分为随动式和稳像式。本文主要完成稳像式火控瞄准镜伺服系统设计 论文分析了稳像式火控系统的工作原理和实际系统的功能需求,设计了典型的三环控制方案,并给出了三环调节器的工程设计方法。 稳像式瞄准镜系统的主控制芯片为LPC2366,硬件电路包括了运动控制、通信、隔离、数据转换和系统电源六个功能模块。其中运动控制模块采用了数模混合的设计方案,电机的位置、速度调节器采用数字电路设计,而电流调节器和驱动电路的设计采用模拟电路。此外,在数据转换模块的选择上,考虑到系统的实时性及精确性的要求,选择了精度高、性能好的A/D和D/A芯片。 系统软件设计主要包括主控制器底层的驱动程序、数据转换芯片驱动程序和运动控制程序。其中引脚驱...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 坦克瞄准镜控制方式介绍
    1.3 论文主要工作
    1.4 论文结构安排
2 瞄准镜伺服系统建模与调节器设计
    2.1 上反稳像式系统工作原理
    2.2 伺服系统设计要求
    2.3 伺服系统建模
        2.3.1 电机传递函数
        2.3.2 液浮积分速率陀螺仪传递函数
        2.3.3 其他环节的传递函数
    2.4 调节器的工程设计
        2.4.1 电流调节器设计
        2.4.2 速度调节器设计
        2.4.3 位置调节器设计
    2.5 本章小结
3 瞄准镜伺服系统硬件设计
    3.1 主控制器选型
    3.2 整体设计方案
    3.3 主控制器单元设计
        3.3.1 电源电路
        3.3.2 时钟电路
        3.3.3 复位电路
        3.3.4 JTAG电路
        3.3.5 RS-232电路
    3.4 外部控制信号处理电路设计
    3.5 A/D、D/A转换单元设计
        3.5.1 A/D转换电路设计
        3.5.2 D/A转换电路设计
    3.6 电机电流调节器及驱动电路设计
        3.6.1 电流调节器设计
        3.6.2 电机驱动电路设计
    3.7 本章小结
4 瞄准镜伺服系统软件设计
    4.1 伺服控制系统软件整体设计
        4.1.1 软件开发环境介绍
        4.1.2 软件总体设计
    4.2 接口驱动程序设计
        4.2.1 芯片引脚配置
        4.2.2 GPIO口驱动程序设计
        4.2.3 串口驱动程序设计
        4.2.4 SPI驱动程序设计
        4.2.5 SSP驱动程序设计
    4.3 A/D转换驱动程序设计
        4.3.1 TLC3578工作过程分析
        4.3.2 数字滤波
    4.4 D/A转换模块程序设计
        4.4.1 AD5754寄存器描述
        4.4.2 驱动程序实现
    4.5 电机控制环软件设计
        4.5.1 定时器中断程序设计
        4.5.2 双闭环数字PID控制程序设计
    4.6 本章小结
5 系统调试
    5.1 系统功能模块调试
        5.1.1 串口调试
        5.1.2 定时器调试
        5.1.3 A/D模块调试
        5.1.4 PWM波调整和控制电路调试
    5.2 系统仿真
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 后续工作与展望
致谢
参考文献



本文编号：3909551