舵機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)高精度的位置伺服系統(tǒng)。電動舵機(jī)與傳統(tǒng)的舵機(jī)相比,更易實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的控制方案,具有性能好、易維護(hù)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),已成為未來制導(dǎo)炮彈舵機(jī)發(fā)展的方向。根據(jù)炮射制導(dǎo)炮彈的結(jié)構(gòu)要求、飛行控制特點(diǎn),首先設(shè)計(jì)了適合采用在該型彈種上的新型舵機(jī)的結(jié)構(gòu),并設(shè)計(jì)了以直流無刷電機(jī)為功率元件、以單片機(jī)C8051F41X控制芯片為核心的控制方案。本文首先設(shè)計(jì)了雙通道鴨式電動舵機(jī)的結(jié)構(gòu)模型,并通過負(fù)載分析,確定了無刷電機(jī)的型號,介紹了永磁直流無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理;根據(jù)無刷直流電機(jī)和舵機(jī)系統(tǒng)各部分的數(shù)學(xué)模型,建立舵機(jī)Matlab/Simulink平臺上的仿真模型,采用三閉環(huán)控制策略和PID算法,設(shè)計(jì)了控制器。通過Recurdyn建立了舵機(jī)的動力學(xué)模型,然后與Matlab聯(lián)合進(jìn)行了舵機(jī)機(jī)械-控制聯(lián)合仿真,最后,設(shè)計(jì)了硬件電路和軟件。

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 本課題來源及項(xiàng)目背景
    1.2 舵機(jī)的分類和特點(diǎn)
    1.3 電動舵機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
    1.4 本文的主要工作
第二章 舵機(jī)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)
    2.2 舵機(jī)系統(tǒng)方案
        2.2.1 組成原理
        2.2.2 控制方式
        2.2.3 伺服電機(jī)的方案選擇
第三章 電動舵機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.1 伺服電機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.2 減速傳動裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.3 齒輪減速器的設(shè)計(jì)
第四章 舵機(jī)控制器的設(shè)計(jì)與仿真
    4.1 無刷直流電動機(jī)簡介
        4.1.1 無刷直流電機(jī)的構(gòu)成
        4.1.2 無刷直流電機(jī)工作原理
        4.1.3 無刷直流電機(jī)特性簡要分析
        4.1.4 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)簡介
    4.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 電流環(huán)的設(shè)計(jì)
        4.2.2 速度環(huán)的設(shè)計(jì)
        4.2.3 位置環(huán)的設(shè)計(jì)
    4.3 模型仿真
        4.3.1 仿真軟件簡介
        4.3.2 電流環(huán)仿真結(jié)果及分析
        4.3.3 速度環(huán)仿真結(jié)果及分析
        4.3.4 位置環(huán)仿真結(jié)果及分析
第五章 基于虛擬樣機(jī)的舵機(jī)動力學(xué)-控制仿真
    5.1 虛擬樣機(jī)分析軟件RECURDYN簡介
    5.2 雙通道鴨式電動舵機(jī)的動力學(xué)仿真及分析
        5.2.1 雙通道鴨式電動舵機(jī)三維模型的建立
        5.2.2 雙通道鴨式電動舵機(jī)動力學(xué)仿真模型的建立
        5.2.3 雙通道鴨式電動舵機(jī)動力學(xué)仿真模型的驗(yàn)證
    5.3 雙通道鴨式電動舵機(jī)動力學(xué)-控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真及分析
        5.3.1 PIN、POUT和M文件的建立
        5.3.2 Simulink控制框圖的建立
        5.3.3 RecurDyn-Simulink聯(lián)合仿真
第六章 硬件電路設(shè)計(jì)
    6.1 CADENCE簡介
    6.2 系統(tǒng)原理
    6.3 微控制器電路
        6.3.1 微控制器選擇及簡介
        6.3.2 單片機(jī)控制電路
    6.4 控制芯片
        6.4.1 A3932SLD簡介
        6.4.2 A3932SLD控制電路
    6.5 逆變電路
    6.6 電源電路
    6.7 I2C電路
    6.8 串口接收隔離電路
    6.9 電位器基準(zhǔn)源電路
    6.10 位置信號放大電路
    6.11 電流檢測電路
    6.12 PCB板設(shè)計(jì)
第七章 軟件的設(shè)計(jì)
    7.1 設(shè)計(jì)要求
    7.2 軟件設(shè)計(jì)思路
    7.3 部分程序模塊
        7.3.1 計(jì)算PWM信號的占空比
        7.3.2 AD轉(zhuǎn)換程序
        7.3.3 電機(jī)換向程序
        7.3.4 閾值判斷
第八章 總結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝



本文編號：3797083