徐锡胜[1]2003年在《全数字随动控制器的软硬件设计》文中研究表明全数字随动控制器的设计是在我国国防建设现代化的要求下，为了进一步实现武器装备的全面信息化而展开的研究工作。由于原有模拟随动系统的一些特点，限制了进一步提高现有武器装备的控制精度，因而急需对之进行数字化改进，以实现随动系统的全面数字化。 随动系统中的控制器是整个系统的核心，它的性能直接影响着随动系统的整体控制性能，这使得设计出性能优越的数字随动控制器至关重要。课题紧紧围绕随动系统中的控制器部分进行了研究和设计工作。 本文主要针对全数字随动控制器的设计任务展开了叙述，可化分为软硬件两大部分，具体内容如下： 1、根据双通道自整角机的工作原理，设计了与之相配合连接的固态转换模块板，并提供了标准转换接口(MultiBus-Ⅱ)，使之可随时向核心控制模块提供被控对象的高精度数字化的反馈位置量。 2、基于DSP而设计了核心控制模块。它除提供了与固态转换模块的标准接口(MultiBus-Ⅱ)外，还实现了对控制系统的各种保护与显示功能。 3、根据随动控制系统的特性，在比较了各种数字控制方案的基础上，提出了前馈—反馈(前馈—选择性PID)复合控制策略，实现了自适应控制。 4、在SEED-XDSPP型硬件仿真器和代码编译器(CC4.10版本)支持环境下，编写了所有控制与算法程序。 5、本数字随动控制器实现了对被控对象的位置开环控制，部分实现了随动控制的目的。
泮煜[2]2005年在《多轴数字式船用随动伺服控制系统》文中研究说明船用数字随动控制器的设计是在我国国防建设现代化的要求下,为了进一步实现武器装备的全面信息化而展开的研究工作。由于原有模拟随动系统的一些特点,限制了进一步提高现有武器装备的控制精度,因而急需对之进行数字化改进,以实现随动系统的全面数字化。 在船用随动伺服控制系统这个特殊的应用场合,由于环境对于系统的影响很大,使得无法采用精确度较高的光电编码盘作为位置检测单元。所以本系统的位置检测通过自整角机完成。而且,本课题是对原有系统的改进,故本系统的执行机构为直流电机。但由于采用了具有PWM发生装置的DSP,可以方便的实现交流电动机的PWM控制,故本系统的控制电路也可用于交流电机的伺服控制。 本文主要针对数字随动控制器的设计任务展开了叙述,可化分为软硬件两大部分,具体内容如下: 1、根据双通道自整角机的工作原理,使用单片机MSP430Fe427设计了与之相配合连接的自整角机位置信号数字化模块,并提供了标准接口(SPI),使之可随时向核心控制模块提供被控对象的高精度数字化的反馈位置量。 2、基于DSP而设计了核心控制模块。它除了实现控制功能外,还实现了对控制系统的各种保护与显示功能。 3、根据随动控制系统的特性,在比较了各种数字控制方案的基础上,提出了前馈—反馈(前馈—选择性PID)复合控制策略,实现了自适应控制。
高子龙[3]2013年在《基于DSP的随动控制系统实验台的设计与研究》文中提出本文以小型发射平台为背景设计了随动控制系统实验台,主要以数字信号处理器TMS320F2812DSP为核心处理器,设计了一套能够实现高精度跟踪的随动控制系统实验台,完成了实验台的总体方案设计、外围硬件电路设计、控制算法研究、上位机操作界面设计和主控程序设计。文中首先对永磁交流伺服电机的数学模型进行了推导分析,针对随动控制系统常采用的叁环控制,给出了叁环的开环和闭环传递函数,并在此基础上设计了以自适应模糊PID为核心算法的位置伺服系统,并对阶跃信号、正弦信号和斜坡信号叁种信号进行仿真。仿真结果表明,自适应模糊PID控制鲁棒性、自适应能力、响应速度、控制精度和抗外界扰动能力等方面都优于经典PID控制。对随动控制系统实验台具体功能的实现进行了总体方案设计和软硬件设计,其中软件程序主要包括上位机人机交互界面模块和位置控制器模块。上位机人机交互界面主要完成数据信号的采集、分析、通信等功能；位置控制器获得上位机发送的跟踪信号,以及采集到旋转变压器反馈的当前点坐标,进行控制算法解算并通过DA输出至伺服驱动器,以达到控制电机实现目标信号精确跟踪的目的。最后,将常规PID和自适应模糊PID控制策略应用到随动控制系统实验台的位置环控制,并根据上位机给定的叁种不同信号进行实验验证,实验结果表明自适应模糊PID控制具有更强的鲁棒性,能够获得更好的跟踪精度,也验证了软硬件设计的可行性和仿真结果的正确性。
李邦[4]2008年在《基于DSP的某发射装置随动控制系统设计与研究》文中进行了进一步梳理为了提高火箭武器射击准确度,本文以某火箭武器随动系统为研究对象,深入研究了高性能火箭炮永磁交流位置随动系统,有效地提高了火箭武器的射击精度,满足了火箭武器随动系统在外部干扰、参数变化等情况下的调转精度和跟踪精度的要求。本文的研究工作具有重要的理论意义和现实意义。本文综合运用数字信号处理器(DSP)、永磁交流伺服控制、现代控制理论与现代电力电子等技术,设计了一套基于DSP的全数字化的永磁交流伺服系统。首先,进行了执行机构的选择。详细分析了永磁同步电动机的数学模型,研究了交流伺服系统的主要控制策略(直轴电枢电流为0)。研究了SVPWM调制原理以及运用DSP的事件管理器实现空间矢量控制。其次,针对多管火箭炮位置伺服系统具有参数和负载变化大、冲击扰动力矩大的特点,提出了滑模变结构控制策略,研究了经典PID控制及PID和滑模相结合的串级控制,通过仿真分析证明了滑模变结构控制可有效地提高系统在参数变化与干扰作用下的控制精度。组建了全数字化永磁同步电机交流伺服控制系统,设计DSP控制器,开发了相应的控制软件,并对伺服控制系统硬软件各部分的结构和功能作了详细的阐述,硬件设计涉及到电源、驱动器,电源部分包括逆变器电源主回路和辅助电源,驱动器设计以TMS320F2812和智能功率模块PM50CLA120为核心,详细介绍了电路板设计主要事项。在硬件系统的基础上,采用C和汇编语言编写了控制系统软件。调试结果表明,伺服系统满足性能要求。最后,对随动系统进行了样机实验分析,将经典PID控制、滑模控制运用于样机实验,通过实验分析有效地证实了系统满足性能指标的要求,同时也证实了系统软硬设计的正确性及控制算法的有效性。
孙锋利[5]2010年在《基于DSP的随动控制系统的设计与实现》文中认为随动控制系统是自动控制系统中的一类,在民用、工业、军事等领域都得到了广泛的应用。它的应用在不同程度上将人类从繁重单调的体力劳动中解放出来,甚至在某些方面已经实现了无人值守工作。本文根据某工程项目需要设计了一套随动控制系统,其目的是实现由一台上位控制计算机同时控制多个随动系统单元,借以实现对多个受控对象的运动控制。多个受控对象的运动控制系统以RS485总线通信方式与上位控制计算机相连,为保证各个受控对象都能够及时、准确地接收上位控制计算机传送的数据或者指令信息,在系统的软件设计中设计了一套比较可靠的通信协议。受控对象的运动控制系统以典型的随动控制系统模式架构,采用交流伺服电机并配合一定减速比的行星减速器作为执行元件,平稳地驱动受控对象运转。随动控制系统采用高精度双通道旋转变压器作为位置检测元件,在软件程序中以粗精通道组合的方式,实现了随动控制系统位置跟踪的高精度。以DSP为主控芯片设计的随动控制器,充分发挥了DSP处理速度快,适合复杂算法的特点。在一个时间极短的控制周期内使得随动控制器能够完成接收上位控制计算机发出的目标位置指令,采样系统的实际位置信息,通过分区PID和前馈补偿控制算法得出控制量,经过D／A转换、放大,输入至交流电动机驱动器,驱动电机运转,带动受控对象指向给定的位置等工作。该系统己完成系统总体、随动系统硬件、软件的设计实现工作。
叶昌彬[6]2011年在《基于DSP的某型车载火炮随动控制系统设计》文中进行了进一步梳理本文研究的内容是某型车载防空火炮随动控制系统的软硬件设计。通过对国内现代防空火炮系统现状的研究,以及对数字信号处理芯片在现代防空火炮系统中应用的分析,本文提出了基于DSP芯片TMS320VC5410A的数字火炮随动控制系统的硬件系统设计方案,探讨了DSP控制模块、RS485及CAN总线通信模块在火炮随动控制系统中的应用,并且研究了DSP芯片的编程环境以及火炮随动控制系统的控制算法。根据项目要求,本文主要完成了以下工作：1)论述了火炮随动系统的组成及通讯方式。2)完成了器件选型及基于DSP的硬件电路设计。3)讨论了DSP控制模块和CAN总线通信方式在本系统中的应用。4)根据系统要求设计了合适的随动系统控制算法。5)完成了随动系统的软硬件调试以及系统指标调试。
董明[7]2012年在《XX目标坐标测定仪伺服控制系统的设计与实现》文中研究指明在军事科技领域,为促进武器装备的智能化发展,提高获取目标信息的实时性、可靠性以及对目标打击的精确性,各国越来越关注对目标跟踪技术的研究。目标坐标测定仪是对空中飞行目标进行快速捕获、锁定并自动跟踪的目标跟踪设备,由图像处理系统、伺服控制系统和引导系统组成。本文以此为背景,对XX目标坐标测定仪的伺服控制系统进行深入研究。伺服控制系统的主要功能是接收并响应图像处理系统(用于目标图像处理和整个系统的主控调度任务)命令,驱动伺服电机带动跟踪与测量设备跟随目标运动,实现对目标的稳定跟踪。系统涉及方位向和俯仰向双路直流力矩电机控制,设计中采用“一拖一”方式,即使用两个伺服控制器分别实现两路电机驱动。本文详细阐述了伺服控制器的研发过程,包括制定整体设计方案与软硬件实现。伺服控制器以ARM7微控制器LPC2368为核心,重点设计了电机驱动和基于CPLD的编码器位置采集等功能电路,并扩展了RS-232和CAN总线通信接口。在伺服控制中,确定了数字位置伺服系统的叁闭环控制结构,采用改进型PID控制算法实现系统位置随动控制。测定仪的子系统之间已联调成功,伺服控制系统在实时性和稳定性方面均达到了系统指标要求,调试过程中完成了对阶跃、斜坡、正弦输入信号的跟踪实验,并以空中飞机作为跟踪目标进行现场试验,进一步验证系统性能,并解决试验中出现的问题。
焦仁雷[8]2014年在《基于DSP的高炮随动控制系统设计》文中研究说明随着现代控制技术、信息化技术和微电子技术的发展,武装直升机、飞行器以及各种机载空地导弹等空中目标不断的发展创新,现代攻击战术日新月异,要求现代高炮火控随动控制系统具有更高、更新的性能指标。针对高炮随动系统的控制精度问题,设计一套基于DSP的随动控制系统设计方案。论述了系统的总体设计方案及实现,设计了以TMS320F2812芯片为控制核心的电流环、速度环、位置环叁闭环控制。为了模拟高炮的跟踪精度,运用虚拟样机ADAMS动力学仿真软件与MATLAB/SIMULINK控制系统仿真软件,分别搭建高射炮随动控制系统机械动力学模型与伺服控制模型,进行机电联合仿真。设计了随动控制系统的软硬件设计,基于CCS3.3开发环境的基础上,对随动控制系统试验台进行在线调试,上位机VB主控界面与下位机不断进行信息交换,通过一定控制算法,控制无刷直流伺服电机,驱动炮塔与摇架的转动,用增量式编码器形成全闭环的控制系统,实现对系统高低射角与方向射角的实时跟踪,实验结果表明,该实验台具有快速跟踪能力及较高控制精度。
李淑萍[9]2007年在《基于PMAC的慢走丝线切割机床数控系统的研究》文中进行了进一步梳理电火花线切割加工是特种加工技术一个重要的研究方向,主要解决各种难加工材料和复杂形状零件加工的问题。开发慢走丝线切割控制系统主要有两个技术难点,一是脉冲电源,二是运动控制系统。其中,运动控制系统的研究与开发,对提高慢走丝线切割机的性能有很大作用,其运动控制系统的好坏直接影响到线切割的精确性和稳定性。本文综述了国内外慢走丝线切割机床的发展现状,从生产企业的角度,进行了需求分析,研发了四轴联动慢走丝线切割运动控制系统。本文的研究工作主要有以下叁方面的内容。1.结合慢走丝线切割机床的特点,确定了以IPC机为基础,以PMAC运动控制卡为核心的上下位机结构的硬件平台。其中IPC作为上位机完成控制系统的非实时任务,采用开放式运动控制器PMAC作为下位机完成实时的控制任务。分析了PMAC卡的内部结构、外部接口、伺服控制性能及使用方法。研究了运动控制器、伺服单元以及编码器的接口技术,实现了慢走丝线切割机的控制功能。2.在慢走丝线切割机床数控系统的软件开发中采用面向对象的程序设计语言Visual C++和模块化的编程方法,建立了便于用户操作的友好的人机交互接口界面。实现了伺服驱动系统的实时控制,程序译码解释、插补计算、系统管理、PLC程序的调用、状态数据的采集和显示以及用户参数的输入等功能。3.详细研究了PID控制算法,将PID控制算法用于伺服进给系统的控制,保证系统的可靠运行,并对系统动态性能和闭环运行的稳定性进行了分析和调试。基于PMAC的开放式数控系统不仅大大地简化了数控系统的开发周期,实现了资源的合理配置,而且系统开发者和机床用户今后还可以根据需求实时增减功能模块,将自己特殊的加工工艺、管理经验和操作技能纳入控制系统形成自己的产品特色。
田远[10]2015年在《基于随动控制的齿轮测量中心驱动卡的设计》文中认为齿轮测量是现代机械测量领域内极为重要的一环,而CNC齿轮测量中心就是基于坐标测量原理而发展的一项要技术,已经在精密机械测量领域得到了广泛的应用。但CNC齿轮测量中心在工作过程中却存在着一些有待解决的问题,现有的齿轮测量中心的测量需要建立在齿轮理论公式的基础上,对于对一些超大误差的工件无法完成正常测量,同样对于一些用户提出的未知参数工件无法进行检测或测绘。本文设计了一种可以使现有齿轮测量中心完成对未知轮廓测量的硬件嵌入式控制系统,直接由测头信号值作为参数控制电机跟随曲面运动,完成电机对测头微位移量的数值跟随运动。首先结合当下齿轮测量中心的测控系统确定使用单片机+DDS的结构作为随动控制系统的总体设计方案。并对系统硬件进行了设计,主要包括处理器的选择,测头电压转换电路、串行通讯电路以及各主控芯片外围电路的设计。在驱动软件方面,完成了A/D数字采样、数字PID控制及数据实时通讯,以及对PCA模块和AD9850在电机调速方面的应用进行对比分析。在装配、调试完毕的齿轮测量中心上进行了测试。验证了系统中频率输出电路、A/D转换电路,以及随动系统对原有测控系统嵌入的实时性及正确性。实验结果表明：随动控制器可以应用于现有运动控制系统并实现随动轴的跟踪运动,系统运行稳定,控制结构也比较简单,可完成一维测头对超出测量量程或未知参数工件的测量运动控制。
参考文献：
[1]. 全数字随动控制器的软硬件设计[D]. 徐锡胜. 浙江大学. 2003
[2]. 多轴数字式船用随动伺服控制系统[D]. 泮煜. 浙江大学. 2005
[3]. 基于DSP的随动控制系统实验台的设计与研究[D]. 高子龙. 南京理工大学. 2013
[4]. 基于DSP的某发射装置随动控制系统设计与研究[D]. 李邦. 南京理工大学. 2008
[5]. 基于DSP的随动控制系统的设计与实现[D]. 孙锋利. 南京理工大学. 2010
[6]. 基于DSP的某型车载火炮随动控制系统设计[D]. 叶昌彬. 南京理工大学. 2011
[7]. XX目标坐标测定仪伺服控制系统的设计与实现[D]. 董明. 南京理工大学. 2012
[8]. 基于DSP的高炮随动控制系统设计[D]. 焦仁雷. 南京理工大学. 2014
[9]. 基于PMAC的慢走丝线切割机床数控系统的研究[D]. 李淑萍. 苏州大学. 2007
[10]. 基于随动控制的齿轮测量中心驱动卡的设计[D]. 田远. 西安工业大学. 2015
标签：电力工业论文; dsp论文; 伺服控制系统论文; 自动化控制论文; 伺服控制器论文; 数字控制论文; 齿轮加工论文; 功能分析论文; 伺服系统论文;