在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,隨著軍事技術(shù)的進步以及戰(zhàn)爭模式的變化,對武器系統(tǒng)的可靠性要求越來越高,其中系統(tǒng)控制器部分的性能是影響武器可靠性的主要因素。為了提高火炮的性能,本文以火炮交流伺服系統(tǒng)為工程背景下,對炮控系統(tǒng)進行了研究。針對炮控系統(tǒng)工作環(huán)境對交流伺服系統(tǒng)的高穩(wěn)定性和可靠性要求,單一的控制系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足要求,采用了雙CPU的軟硬件冗余控制的方案,滿足炮控交流伺服系統(tǒng)在強干擾等情況下的調(diào)炮可靠性要求,具有一定的實際應(yīng)用價值。本論文主要研究工作包含以下幾個方面:首先,對冗余控制技術(shù)的工作原理和組成方式進行詳細的研究分析,比較幾種冗余實現(xiàn)方式,分析其優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ),對雙CPU冗余實現(xiàn)方式進行研究分析,確定采用"熱備份"冗余實現(xiàn)方式,并搭建其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。然后進一步對冗余實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究,包括時鐘同步技術(shù)、信息同步技術(shù)、故障檢測及冗余切換技術(shù)。使用STM32F107VCT6作為控制器芯片,設(shè)計兩套硬件電路,形成雙CPU的硬件冗余方案。主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)間通過CAN進行通信,運用解析式的故障檢測方法對主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的輸出進行實時比較,設(shè)定門限誤差值,超過門限誤差時,自動進行系統(tǒng)的熱切換,保證控制系... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 伺服系統(tǒng)簡介
        1.2.1 液壓伺服系統(tǒng)簡介
        1.2.2 直流伺服系統(tǒng)簡介
        1.2.3 交流伺服系統(tǒng)簡介
    1.3 交流伺服系統(tǒng)控制策略
    1.4 課題研究的主要內(nèi)容和主要結(jié)構(gòu)
        1.4.1 研究的主要內(nèi)容
        1.4.2 課題技術(shù)難點
        1.4.3 論文主要結(jié)構(gòu)
2 冗余技術(shù)研究
    2.1 不同冗余實現(xiàn)方式比較
        2.1.1 三種冗余方式分析
        2.1.2 雙CPU冗余方式分析
    2.2 雙CPU冗余實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究
        2.2.1 時鐘同步
        2.2.2 信息同步
        2.2.3 故障檢測及冗余切換
    2.3 本章小結(jié)
3 雙CPU冗余系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 交流伺服系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)介紹
    3.2 冗余控制器總體架構(gòu)
    3.3 雙CPU同步模塊
    3.4 AD轉(zhuǎn)換模塊
    3.5 DA轉(zhuǎn)換模塊
    3.6 通信模塊
    3.7 本章小結(jié)
4 火炮交流伺服系統(tǒng)控制器設(shè)計
    4.1 經(jīng)典PID控制
    4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的控制器設(shè)計
        4.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
        4.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器原理與算法
    4.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的控制器設(shè)計
        4.3.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
        4.3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器原理與算法
    4.4 系統(tǒng)仿真與分析
        4.4.1 系統(tǒng)輸入階躍信號時的結(jié)果與分析
        4.4.2 系統(tǒng)輸入正弦信號時的結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 雙CPU冗余控制器軟件設(shè)計及半實物仿真
    5.1 開發(fā)工具介紹
    5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        5.2.1 主程序模塊
        5.2.2 數(shù)據(jù)采集模塊
        5.2.3 CPU同步模塊
        5.2.4 故障檢測模塊
        5.2.5 冗余切換模塊
    5.3 半實物實驗仿真驗證
        5.3.1 時鐘同步模塊
        5.3.2 實物驗證結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)及展望
    6.1 本課題研究的主要內(nèi)容和成果
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于CAN的冗余控制及其在軌道交通門禁環(huán)網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 沈鳴飛,郭曉潔,周航.  智能建筑電氣技術(shù). 2015(05)
[2]基于并行冗余協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)冗余實現(xiàn)方法[J]. 資瑤,宋亞男,徐榮華.  電腦編程技巧與維護. 2015(09)
[3]Data acquisition and control system for lead-bismuth loop KYLIN-Ⅱ-M[J]. 姚傳明,黃群英,朱志強,李洋,賀建.  Nuclear Science and Techniques. 2015(01)
[4]The design of RMT-based IOC redundancy at RCPI experimental platform in TMSR[J]. 尹聰聰,張寧,李勇平,韓利峰,陳永忠,郭冰.  Nuclear Science and Techniques. 2014(06)
[5]Monthly discharge forecasting using wavelet neural networks with extreme learning machine[J]. LI Bao Jian,CHENG Chun Tian.  Science China（Technological Sciences）. 2014(12)
[6]交流伺服系統(tǒng)的冗余控制研究[J]. 陳飛,侯遠龍,高強.  機械制造與自動化. 2014(05)
[7]Research on regional ionospheric tec modeling using RBF neural network[J]. HUANG Zhi,YUAN Hong.  Science China（Technological Sciences）. 2014(06)
[8]淺談三重冗余控制系統(tǒng)及其表決機制[J]. 劉志穎,鄭松,張瑜.  控制工程. 2013(S1)
[9]基于內(nèi)�？刂评碚摰膮�(shù)整定[J]. 王民濤,謝克明.  石油化工自動化. 2013(02)
[10]工業(yè)生產(chǎn)中的雙系統(tǒng)冗余控制[J]. 張宇.  化工自動化及儀表. 2013(03)

博士論文
[1]電液位置伺服控制系統(tǒng)的模糊滑�？刂品椒ㄑ芯縖D]. 靳寶全.太原理工大學 2010
[2]故障診斷與容錯控制方法研究[D]. 王德軍.吉林大學 2004
[3]永磁同步電機伺服系統(tǒng)研究[D]. 陳榮.南京航空航天大學 2005
[4]故障診斷與容錯技術(shù)及其在組合導航系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 錢華明.哈爾濱工程大學 2004

碩士論文
[1]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制在船舶動力定位系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 周春光.大連海事大學 2016
[2]內(nèi)�？刂圃诨痣姀S主汽溫系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 王健.華北電力大學 2014
[3]永磁同步電機伺服系統(tǒng)控制策略的研究[D]. 孫勝男.東北石油大學 2013
[4]某型布雷武器交流伺服系統(tǒng)控制器研究[D]. 劉通.南京理工大學 2013
[5]基于冗余的自動油門控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 孔凡立.南京航空航天大學 2012
[6]雙CPU解析冗余通信控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 單曉明.西安電子科技大學 2012
[7]應(yīng)用IEEE1588協(xié)議的電力系統(tǒng)對時技術(shù)[D]. 潘宏偉.山東大學 2011
[8]基于IEEE1588標準交換機的研究和設(shè)計[D]. 張濤允.華北電力大學（北京） 2011
[9]雙CPU冗余通信控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 徐連軍.西安電子科技大學 2011
[10]基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID自整定算法的研究[D]. 李一軍.西安科技大學 2009



本文編號：3287935