動力陀螺穩(wěn)像系統是精確制導武器導引頭的關鍵組成部分之一,過去對穩(wěn)像系統的控制器是基于經典控制理論設計的,這種控制器雖然能滿足性能指標,并達到一定控制要求,但控制性能仍有很大的提高空間。為了進一步提高系統的穩(wěn)像性能與抗干擾性能,運用自抗擾控制理論對具有交叉耦合以及受內外干擾的動力陀螺穩(wěn)像系統設計非線性控制器。采用前饋控制解耦矩陣實現通道之間的解耦;采用擴張狀態(tài)觀測器對系統的內外干擾進行實時估計和補償,由非線性狀態(tài)誤差反饋控制律設計ADRC控制器,實現對動力陀螺穩(wěn)像系統的控制。數字仿真結果表明:所設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)像系統的控制性能。根據動力陀螺穩(wěn)像系統的基本結構和工作原理,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,實現對動力陀螺穩(wěn)像系統的旋轉和進動控制。對穩(wěn)像系統控制器進行了系統調試,結果表明,控制軟件運行良好,可以滿足動力陀螺穩(wěn)像系統的控制要求。 

【文章頁數】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 導引頭的發(fā)展
        1.2.1 導引頭的分類
        1.2.2 動力陀螺穩(wěn)定平臺導引頭的發(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)像系統的基本結構及工作原理
    2.1 基本結構
    2.2 工作原理
        2.2.1 旋轉原理
        2.2.2 陀螺轉子進動的工作原理
    2.3 動力陀螺穩(wěn)像系統的數學模型
    2.4 動力陀螺穩(wěn)像系統仿真
        2.4.1 動力陀螺穩(wěn)像系統仿真模型
        2.4.2 性能分析
    2.5 本章小結
3 動力陀螺穩(wěn)像系統自抗擾控制器設計
    3.1 自抗擾控制理論
        3.1.1 跟蹤微分器
        3.1.2 擴張狀態(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 自抗擾控制器設計
        3.2.1 預解耦矩陣設計
        3.2.4 自抗擾控制器設計
    3.3 PID控制器
    3.4 仿真分析及結果
        3.4.1 仿真參數
        3.4.3 仿真結果
    3.5 本章小結
4 動力陀螺穩(wěn)像系統控制器硬件平臺
    4.1 動力陀螺穩(wěn)像系統控制器實現方案
    4.2 F28335開發(fā)板
    4.3 外圍電路
        4.3.1 采樣電路
        4.3.2 旋轉控制信號處理電路
        4.3.3 進動控制信號處理電路
    4.4 電路板實物照片
5 動力陀螺穩(wěn)像系統控制器軟件設計
    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 旋轉模塊設計
        5.7.1 中斷子函數中的旋轉模塊設計
        5.7.2 主函數中的旋轉模塊設計
    5.8 進動模塊設計
        5.8.1 中斷子函數中的進動模塊設計
        5.8.2 主函數中的進動模塊設計
    5.9 本章小結
6 系統的調試和聯調
    6.1 動力陀螺穩(wěn)像系統的調試
        6.1.1 半實物仿真照片
        6.1.2 硬件調試
        6.1.3 軟件調試
    6.2 半實物仿真調試
        6.2.1 霍爾傳感器信號
        6.2.2 穩(wěn)速調試
        6.2.3 進動調試
        6.2.4 離軸角φ調整
        6.2.5 電鎖信號聯調
    6.3 本章小結
7 結束語
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3689424