论文摘要
惯性导航系统在航空、航海发展中起着非常重要的作用,而其中的平台稳定回路是关系到导航精度的关键部分。传统的平台稳定回路采用经典PID控制规律和模拟电子系统的解决方案,但由于在控制精度、响应速度等方面经典PID控制规律存在不足,同时模拟电子系统实现起来又有体积大、成本高等缺陷,因此选用更高级的控制规律和数字控制成为了一种发展方向。在这样的背景下,本文将模糊自适应PID控制方法应用到平台稳定回路中进行了研究。通过用经典PID对平台稳定回路的设计和仿真,验证了经典PID控制规律的可行性。然后针对系统设计了模糊自适应PID控制器,并通过仿真与常规PID控制器进行了比较。仿真结果表明:这种控制规律的应用,使得系统在响应速度、精度方面都有了很大提高,特别是抗干扰能力有显著增强。本文对基于数字信号处理器(DSP)的平台稳定回路数字控制进行了软硬件设计。硬件设计部分重点介绍了以DSP为核心的信号处理电路;软件设计部分介绍了基于TMS320F2407芯片的系统主程序和子程序的软件设计。DSP芯片具有高效、高速、高精度等优点,为采用直流电机控制的稳定回路提供了极大的方便。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题的背景及意义1.2 平台稳定回路国内外研究现状1.3 DSP在控制领域中的应用1.4 模糊控制理论的发展及现状1.5 论文的主要研究内容第2章 稳定回路系统建模2.1 平台稳定原理2.2 平台稳定回路的结构2.3 平台稳定回路的数学建模2.4 本章小结第3章 经典PID控制器设计3.1 稳定平台的性能指标3.2 经典PID校正3.2.1 未校正系统3.2.2 超前校正3.2.3 滞后校正3.3 校正后系统的仿真3.4 本章小结第4章 系统的模糊自适应PID控制4.1 模糊自适应PID控制的理论基础4.1.1 PID算法的基础理论4.1.2 模糊控制的基础理论4.1.3 模糊自适应PID控制器设计原理4.1.4 模糊PID控制器的设计步骤4.2 模糊自适应PID控制在平台稳定回路中的应用4.2.1 模糊自适应PID控制方法在平台稳定回路中得应用4.2.2 模糊自适应PID控制器的设计与仿真4.3 本章小结第5章 基于DSP的控制系统硬件设计5.1 基于DSP的控制系统设计原理5.2 信号的前端采集与处理5.2.1 前置放大电路5.2.2 选频放大电路5.2.3 方波采样电路5.3 TMS320LF2407外围电路5.3.1 时钟电路5.3.2 复位电路5.3.3 外部存储器扩展5.3.4 A/D及串行通讯接口5.3.5 电源5.4 功率放大电路5.5 本章小结第6章 基于DSP的控制系统软件设计6.1 DSP软件设计特点6.1.1 COFF文件介绍6.1.2 DSP开发软件6.2 控制系统软件设计6.2.1 初始化A/D转换模块6.2.2 定时器中断处理6.2.3 数字滤波6.2.4 PWM波形产生6.3 本章小结第7章 系统调试7.1 XDS/PP开发系统简介7.2 系统调试7.3 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢附录
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