某火炮交流伺服系统的冗余控制研究

发布时间：2024-12-07 01:57

　　现代战争在某种程度上可以说是武器装备之间的较量,而人越来越倾向于扮演间接的、隐形的操控者角色。因此,现代战争对于武器装备的稳定性和可靠性要求越来越高,而通过冗余技术来提高武器装备的可靠性已经成为全世界军工行业的一个共识。本文以某火炮交流伺服系统的研制为背景,设计了一套基于双DSP的冗余控制系统,主要包括硬件冗余、控制算法、软件冗余和冗余切换这四个方面的设计。 (1)硬件冗余方面,本文通过较低的硬件配置成本,针对炮控系统的核心部分设计了主系统和备用系统,并通过多路模拟开关进行两个系统之间的切换,当主系统正常时,多路模拟开关选通主系统的输出信号连接到负载；主系统出现故障时,则切换到备用系统的输出连接到负载。 (2)为了保证主系统和备用系统在硬件架构完全一致且采用同一输入信号条件下,输出信号能够保持一致,两个系统应采用同一控制算法。在经典的PID控制中,由于其控制参数的整定是建立稳定状态下,所以当外界条件发生改变时,稳定状态下的控制参数往往并不适用。因此,本文运用基于BP神经网络的PID控制,通过BP神经网络对PID控制的三个控制参数KP、Ki、Kd进行在线整定。 (3)软件冗余主...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 冗余技术的发展简史
    1.3 论文的主要内容
2 系统的总体设计
    2.1 半实物仿真平台介绍
    2.2 冗余模块的搭建
        2.2.1 双CPU冗余技术
        2.2.2 冗余控制系统硬件平台搭建
    2.3 本章小结
3 冗余控制系统的硬件设计
    3.1 电源和时钟模块设计
        3.1.1 电源模块设计
        3.1.2 时钟模块设计
    3.2 DAC模块设计
        3.2.1 SPI概述
        3.2.2 MAX5134性能特点
    3.3 ADC模块设计
        3.3.1 外部接口(XINTF)概述
        3.3.2 MAX11049性能特点
    3.4 通信模块设计
        3.4.1 串行通信接口(SCI)设计
        3.4.2 CAN总线设计
        3.4.3 I²C总线设计
        3.4.4 双口RAM通信模块设计
    3.5 本章小结
4 控制算法设计
    4.1 经典PID控制
    4.2 基于BP神经网络的PID控制
    4.3 基于BP神经网络的PID控制仿真实验
    4.4 本章小结
5 冗余控制系统的软件设计
    5.1 总体设计
    5.2 数据采集模块设计
        5.2.1 线性采集精度校正
        5.2.2 滤波算法设计
    5.3 故障检测模块设计
        5.3.1 自检模块设计
        5.3.2 互检模块设计
    5.4 信息共享模块设计
        5.4.1 双机同步设计
        5.4.2 信息交换设计
    5.5 本章小结
6 冗余切换模块设计
    6.1 冗余系统性能测试实验
    6.2 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：4014611