小型两轴光电转台控制系统设计与实现

发布时间：2017-07-26 12:12

  本文关键词：小型两轴光电转台控制系统设计与实现

  更多相关文章： 光电转台 控制系统 TMS320F28335 数学模型 Simulink仿真

【摘要】：为应对精确制导弹药的威胁,提高重要武器装备的战场生存能力,发展光电对抗转台成为一种必然趋势。本文以实际工程项目为背景,针对两轴光电转台控制系统技术特点和要求,采用了PID控制策略以及DSP作为主处理器,完成了控制系统的软硬件设计,系统测试的结果表明:该转台控制系统伺服性能完全满足技术要求,具有位置指向精度高,动态响应快的特点,达到了预期目标。根据转台控制系统的总体实现方案,本文主要包括硬件和软件两大部分设计工作。硬件设计工作主要包括控制盒和数据采集板的硬件设计,完成了基于TMS320F28335和DRV8432的驱动控制板硬件设计,包括TMS320F28335核心模块和基于DRV8432的驱动电路设计,本文还简要介绍了转台控制系统的组成、用途、基本工作原理和工作过程,并对系统的主控芯片、电机、驱动芯片、旋转变压器和RDC模块等关键元器件选型进行了详细的说明。软件设计工作主要包括控制系统软件总体架构设计、驱动控制板和数据采集板的软件设计,根据系统功能编写了各个功能模块的程序,对每个功能模块的设计进行了详细的阐述,实现了对转台的位置控制。本文针对该控制系统使用的直流力矩电机的特点,建立了控制对象的数学模型,采用速度环和位置环双环控制的思路设计控制器,对设计的控制器进行了Simulink仿真分析,其仿真结果表明:控制系统位置指向精度和动态性能均能满足设计要求。除此之外本文还进行了转台特性和控制系统伺服性能测试,通过死区电压和电压脉冲信号两种方式测试了转台的时域特性,通过chirp信号测试了转台的频域特性;最后完成了系统的伺服性能测试,得出的结果表明,本文采用的总体方案优化合理,软硬件设计正确可行,转台控制系统性能达到了技术指标的要求,该控制系统具有一定的通用性和实用性。
【关键词】：光电转台 控制系统 TMS320F28335 数学模型 Simulink仿真
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究工作的背景与意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本选题研究的主要内容及内容安排12-14
• 1.3.1 本文主要研究内容12
• 1.3.2 各章节内容安排12-14
• 第二章 转台控制系统总体方案设计14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 系统主要技术指标14
• 2.3 系统组成与用途14-16
• 2.4 控制系统工作原理16-17
• 2.5 控制系统工作过程17
• 2.6 控制系统关键元器件的选型17-23
• 2.6.1 主控芯片18
• 2.6.2 驱动电机18-19
• 2.6.3 电机驱动H桥芯片19-20
• 2.6.4 旋转变压器、RDC模块20-23
• 2.7 本章小结23-24
• 第三章 转台控制系统数学模型的建立及仿真24-33
• 3.1 引言24
• 3.2 控制对象数学模型24-25
• 3.3 控制器设计25-28
• 3.4 控制系统仿真分析28-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 转台控制系统硬件设计33-42
• 4.1 引言33
• 4.2 控制系统硬件总体架构33-34
• 4.3 驱动控制板电路设计34-40
• 4.3.1 TMS320F28335核心模块电路设计36-38
• 4.3.2 电机驱动电路设计38-39
• 4.3.3 电源电路设计39
• 4.3.4 采样与通信电路设计39-40
• 4.4 数据采集板电路设计40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第五章 转台控制系统软件设计42-52
• 5.1 引言42
• 5.2 软件架构42-43
• 5.3 驱动控制板软件设计43-50
• 5.3.1 通信模块45
• 5.3.2 控制模块45-46
• 5.3.3 数据处理模块46-48
• 5.3.4 安全性模块48-49
• 5.3.5 测试调试模块49-50
• 5.4 数据采集板软件设计50-51
• 5.5 本章小结51-52
• 第六章 转台特性和伺服性能测试52-67
• 6.1 引言52
• 6.2 转台特性测试52-63
• 6.2.1 时域测试52-58
• 6.2.2 频域测试58-63
• 6.3 转台伺服性能测试63-66
• 6.3.1 方位轴性能测试63-64
• 6.3.2 俯仰轴性能测试64-66
• 6.3.3 结论66
• 6.4 本章小结66-67
• 第七章 全文总结与展望67-69
• 7.1 全文总结67
• 7.2 后续工作展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72
• 攻读硕士学位期间取得的成果72-73

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本文编号：576318