動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)是精確制導(dǎo)武器導(dǎo)引頭的關(guān)鍵組成部分之一,過去對穩(wěn)像系統(tǒng)的控制器是基于經(jīng)典控制理論設(shè)計的,這種控制器雖然能滿足性能指標(biāo),并達(dá)到一定控制要求,但控制性能仍有很大的提高空間。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)像性能與抗干擾性能,運(yùn)用自抗擾控制理論對具有交叉耦合以及受內(nèi)外干擾的動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)設(shè)計非線性控制器。采用前饋控制解耦矩陣實(shí)現(xiàn)通道之間的解耦;采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器對系統(tǒng)的內(nèi)外干擾進(jìn)行實(shí)時估計和補(bǔ)償,由非線性狀態(tài)誤差反饋控制律設(shè)計ADRC控制器,實(shí)現(xiàn)對動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的控制。數(shù)字仿真結(jié)果表明:所設(shè)計的自抗擾解耦控制器具有良好的解耦性能、跟蹤性能、抗干擾性能和抑噪性能,提高了動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的控制性能。根據(jù)動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,使用STM320F28335 DSP開發(fā)板,基于CCS 3.3軟件平臺,編寫嵌入式控制軟件,實(shí)現(xiàn)對動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)動控制。對穩(wěn)像系統(tǒng)控制器進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試,結(jié)果表明,控制軟件運(yùn)行良好,可以滿足動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的控制要求。 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 導(dǎo)引頭的發(fā)展
        1.2.1 導(dǎo)引頭的分類
        1.2.2 動力陀螺穩(wěn)定平臺導(dǎo)引頭的發(fā)展
    1.3 自抗擾控制理論的發(fā)展
    1.4 本文的主要工作
2 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
    2.1 基本結(jié)構(gòu)
    2.2 工作原理
        2.2.1 旋轉(zhuǎn)原理
        2.2.2 陀螺轉(zhuǎn)子進(jìn)動的工作原理
    2.3 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
    2.4 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)仿真
        2.4.1 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)仿真模型
        2.4.2 性能分析
    2.5 本章小結(jié)
3 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)自抗擾控制器設(shè)計
    3.1 自抗擾控制理論
        3.1.1 跟蹤微分器
        3.1.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器
        3.1.3 非線性狀態(tài)誤差反饋律
        3.1.4 自抗擾解耦理論
    3.2 自抗擾控制器設(shè)計
        3.2.1 預(yù)解耦矩陣設(shè)計
        3.2.4 自抗擾控制器設(shè)計
    3.3 PID控制器
    3.4 仿真分析及結(jié)果
        3.4.1 仿真參數(shù)
        3.4.3 仿真結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
4 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)控制器硬件平臺
    4.1 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)方案
    4.2 F28335開發(fā)板
    4.3 外圍電路
        4.3.1 采樣電路
        4.3.2 旋轉(zhuǎn)控制信號處理電路
        4.3.3 進(jìn)動控制信號處理電路
    4.4 電路板實(shí)物照片
5 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)控制器軟件設(shè)計
    5.1 CCS 3.3軟件平臺
    5.2 控制器軟件流程圖
        5.2.1 控制器總體流程圖
        5.2.2 中斷子函數(shù)流程圖
    5.3 CPU級寄存器配置
        5.3.1 時鐘模塊寄存器
        5.3.2 CPU定時計數(shù)器模塊
        5.3.3 PIE模塊寄存器
    5.4 通用I/O配置
    5.5 AD模塊程序設(shè)計
        5.5.1 AD模塊工作原理及寄存器配置
        5.5.2 AD初始化程序
    5.6 PWM模塊設(shè)計
        5.6.1 PWM工作原理與寄存器配置
        5.6.2 PWM初始化程序
    5.7 旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)計
        5.7.1 中斷子函數(shù)中的旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)計
        5.7.2 主函數(shù)中的旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)計
    5.8 進(jìn)動模塊設(shè)計
        5.8.1 中斷子函數(shù)中的進(jìn)動模塊設(shè)計
        5.8.2 主函數(shù)中的進(jìn)動模塊設(shè)計
    5.9 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)的調(diào)試和聯(lián)調(diào)
    6.1 動力陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)的調(diào)試
        6.1.1 半實(shí)物仿真照片
        6.1.2 硬件調(diào)試
        6.1.3 軟件調(diào)試
    6.2 半實(shí)物仿真調(diào)試
        6.2.1 霍爾傳感器信號
        6.2.2 穩(wěn)速調(diào)試
        6.2.3 進(jìn)動調(diào)試
        6.2.4 離軸角φ調(diào)整
        6.2.5 電鎖信號聯(lián)調(diào)
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)束語
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]數(shù)字式穩(wěn)像控制器的研究與設(shè)計[D]. 潘彩霞.南京理工大學(xué) 2008
[5]位標(biāo)器章動頻率測試的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊樾.上海交通大學(xué) 2008
[6]動力調(diào)諧陀螺儀再平衡回路的H∞控制器設(shè)計[D]. 張媛.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[7]電視制導(dǎo)炸彈系統(tǒng)數(shù)字仿真[D]. 李紅淵.南京理工大學(xué) 2004



本文編號：3689424