基于DSP的转台运动控制研究

论文摘要

转台能够模拟各种飞行器的运动姿态,广泛应用于航空航天和国防工业中。转台的运动控制系统是转台的关键部分,通过选用合适的运动控制器件,应用合适的控制算法实现转台运动的控制,通过误差分析提高运动控制精度,是转台运动控制的主要研究内容。本论文首先根据转台组成建立了运动控制系统的数学模型,利用MATLAB对所建立的数学模型进行了仿真研究,验证了系统方案设计的可行性,同时运用模糊逻辑推理系统仿真工具箱Fuzzy Logic Toolbox对引入模糊PID之后的模型进行了仿真研究,确定了模糊PID控制算法。在此基础上选用了相应的电机和核心处理芯片,完成了转台运动控制系统的软、硬件设计和调试,硬件包括DSP外围电路,高精度的位置检测反馈电路,专用驱动电路；软件在CCS开发环境中完成,它实现了PWM波形、模糊PID算法。通过对转台运动数据的分析,验证了设计的正确性。最后对转台性能的改进和今后研究工作的方向进行了讨论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 伺服系统及其结构
• 1.2 控制算法
• 1.3 转台控制系统发展展望
• 1.4 转台实物
• 1.5 论文的主要任务及工作
• 2 系统数学模型及验证
• 2.1 伺服系统
• 2.2 电机的选取
• 2.3 直流力矩电机数学模型
• 2.4 系统补充设计
• 2.5 模型验证
• 2.6 小结
• 3 硬件设计
• 3.1 控制系统硬件结构
• 3.2 系统核心控制器设计
• 3.2.1 运动控制芯片
• 3.2.2 DSP选择
• 3.3 控制电路设计
• 3.3.1 电源电路设计
• 3.3.2 时钟电路设计
• 3.3.3 仿真接口
• 3.3.4 存储SRAM扩展
• 3.4 位置检测反馈装置
• 3.4.1 旋转变压器
• 3.4.2 旋转变压器-数字变换器（RDC）
• 3.4.3 旋转变压器励磁电路
• 3.5 驱动电路
• 3.6 调试技巧
• 3.7 小结
• 4 软件设计
• 4.1 PWM波形
• 4.2 先进算法引入
• 4.2.1 模糊算法研究
• 4.2.2 自适应模糊PID思想
• 4.2.3 仿真实现
• 4.3 系统程序实现
• 4.4 数据分析
• 4.4.1 转动图形
• 4.4.2 平动图形
• 4.5 小结
• 5 总结展望
• 致谢
• 参考文献