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基于DSP的微伺服控制系统设计

作　者: 高天龙
导　师: 秦开宇
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 精确导引跟踪系统微伺服控制器 DSP 自抗扰控制算法
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

光电制导武器在现代武器的发展中占有很重要的份量,而打击这些光电武器的一种有效手段,就是导引激光对这些武器的光学系统进行软破坏和硬破坏。由此,如何对光电武器的光电系统进行捕获、跟踪与瞄准,成为一个该领域的一个重要课题。论文以精确导引跟踪系统中的微伺服控制器作为研究对象,根据精确导引跟踪系统的功能要求,设计了微伺服控制器,并对其中的控制算法做了相关的研究与分析。本文通过对微伺服控制器的硬件设计方案进行分析比较,决定采用以DSP芯片TMS320F2812作为核心处理器的硬件电路设计,并根据快速反射镜的特性以及性能要求,设计了微伺服控制器的硬件电路。因为在快速反射镜中所使用的压电陶瓷驱动器具有迟滞性等非线性因素,建立数学模型较为困难,所以决定采用自抗扰控制算法作为系统的控制算法。分析研究了自抗扰控制技术的算法,并用MATLAB工具进行了仿真,仿真结果表明,自抗扰控制算法能够有效的估计和补偿系统内部的非线性因素以及外界的未知扰动,具有较好的鲁棒性,理论上验证了该算法可用于提高精确导引跟踪系统的性能,最后结合硬件平台,进行了相关实验。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外发展动态  9-10
  1.3 本文主要内容  10-12
第二章基于微伺服控制器的精跟踪系统  12-18
  2.1 跟踪导引系统原理  12-13
  2.2 精跟踪系统的组成  13-18
    2.2.1 精跟踪系统  13-14
    2.2.2 视频跟踪器  14
    2.2.3 微伺服控制器  14-15
    2.2.4 快速反射镜  15-18
第三章微伺服控制系统设计  18-33
  3.1 控制器设计的功能要求  18-19
  3.2 控制器设计的方案选择  19-21
  3.3 控制器的硬件设计  21-32
    3.3.1 DSP 核心处理器  21-23
    3.3.2 模数、数模转换接口  23-27
    3.3.3 通信接口  27-31
    3.3.4 压电陶瓷驱动电路  31-32
  3.4 控制器的软件设计  32-33
第四章自抗扰控制技术  33-56
  4.1 自抗扰控制技术的提出  33-37
  4.2 自抗扰控制器的组成  37-45
    4.2.1 跟踪-微分器  38-41
    4.2.2 扩张状态观测器  41-44
    4.2.3 非线性状态误差反馈律  44-45
  4.3 自抗扰控制器的参数整定  45-46
  4.4 自抗扰控制器的稳定性  46-49
  4.5 基于系统的仿真分析  49-56
第五章测试结果及分析  56-64
  5.1 快速反射镜角度偏转  56-58
  5.2 控制器频率响应特性  58-64
第六章结束语  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
攻读硕士期间取得的研究成果  69-70

基于DSP的微伺服控制系统设计

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