基于DSP的专用吊舱控制系统的研究开发

发布时间：2023-03-12 17:06

　　光电吊舱作为侦察设备的眼睛,在目标监控与跟踪方面扮演着非常重要的角色。当载体受到飞机振动、空气流动和摩擦等外来干扰的影响时,视轴容易出现晃动,从而造成光学传感器成像模糊,因此需要隔离载体扰动对成像的影响。本文以某小型吊舱控制系统的设计与开发为基础,完成了控制系统的总体方案设计,然后对电机运动的摩擦干扰进行了研究,最后完成整个系统软件设计及联试联调。主要完成的内容如下:(1)根据吊舱控制系统的功能需求与系统指标,完成了控制系统的总体方案设计。完成系统的关键部件选型和系统的硬件电路设计。(2)根据选用的电机以及系统的负载进行控制系统的建模。在仿真平台中完成系统性能参数的仿真分析,为设计开发提供理论依据。(3)根据系统的需求,对小型吊舱控制系统的摩擦力矩进行了辨识和补偿。首先建立系统的Stribeck摩擦力矩模型,进行线性化处理,然后通过实验得到系统的实际数据,并完成对系统摩擦力矩的辨识。最终通过前馈策略改善了非线性因素造成的速度跟踪死区现象并通过平台仿真验证了补偿策略的合理性。(4)简要概述了控制系统中用到的控制算法。进行了控制模块和驱动模块软件的设计与开发。采用分模块化的程序设计思想,完...

【文章页数】：88 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 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 控制系统总体方案与电路设计
    2.1 控制系统总体方案设计
        2.1.1 功能需求和技术指标
        2.1.2 控制系统控制方案
        2.1.3 控制系统闭环设计
    2.2 控制系统硬件设计
        2.2.1 控制系统载荷估算
        2.2.2 控制系统的主要部件选型
        2.2.3 控制系统的电路方案设计
    2.3 控制系统电路设计
        2.3.1 控制系统核心芯片
        2.3.2 TMS320F28335最小系统设计
        2.3.3 FPGA基本配置电路设计
        2.3.4 电源电路设计
        2.3.5 通信接口电路设计
        2.3.6 驱动模块电路设计
    2.4 本章小结
第三章 控制系统建模与摩擦分析
    3.1 直流力矩电机模型
    3.2 控制系统设计与仿真
        3.2.1 电流环设计
        3.2.2 速度环的设计
        3.2.3 位置环的设计
    3.3 系统摩擦力矩的辨识与补偿
        3.3.1 摩擦模型
        3.3.2 Stribeck模型的建立
        3.3.3 系统摩擦力矩的辨识
        3.3.4 系统摩擦力矩的补偿
    3.4 本章小结
第四章 控制系统软件的设计与开发
    4.1 控制系统控制方法
        4.1.1 PID控制算法
        4.1.2 视轴稳定与陀螺速度解算
        4.1.3 角度预置位置规划
    4.2 控制模块软件开发
        4.2.1 控制模块软件的功能
        4.2.2 控制模块软件设计
        4.2.3 软件程序模块设计
    4.3 驱动模块软件设计
    4.4 本章小结
第五章 控制系统的联试联调
    5.1 系统控制板调试
    5.2 控制系统闭环调试
        5.2.1 电流环调试
        5.2.2 速度环调试
        5.2.3 位置环调试
    5.3 控制系统功能测试
        5.3.1 匀速功能
        5.3.2 预置功能
        5.3.3 扫描功能
        5.3.4 跟踪功能
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3761609