本文關鍵詞：機載雷達伺服系統(tǒng)研發(fā)及其變結構控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文是以某型機載雷達轉臺伺服系統(tǒng)電氣部分的研發(fā)及其關鍵部件的國產(chǎn)化項目為背景。主要內(nèi)容包括:1、根據(jù)轉臺伺服系統(tǒng)的原理,制定了系統(tǒng)的總體設計方案;2、完成控制器和檢測器的軟硬件開發(fā);3、對系統(tǒng)進行建模分析,并通過系統(tǒng)辨識,獲得系統(tǒng)模型;4、引入變結構控制策略對系統(tǒng)進行控制,并通過計算機仿真手段驗證其控制效果。筆者在綜合考慮系統(tǒng)的功能要求、性能指標、成本等因素之后,確定了伺服控制系統(tǒng)的整體設計方案和各關鍵器件的選用:采用模塊化設計思想,系統(tǒng)由通信模塊、控制模塊、驅動模塊以及檢測模塊四大模塊組成。其中,上位機作為人機交互界面,實現(xiàn)與控制平臺的通信;以ARM芯片作為控制核心;MAXON伺服直流電機作為執(zhí)行器件;使用PWM調(diào)制驅動方式和滑模變結構控制策略;采用位置、速度、電流三環(huán)檢測回路的控制結構,對系統(tǒng)進行有效控制。隨后進行了伺服控制系統(tǒng)的硬件和軟件各個部分的設計、開發(fā)和實現(xiàn)。該部分主要工作有:硬件方面,介紹系統(tǒng)硬件結構的具體實現(xiàn),包括以STM32F103為核心的控制電路、驅動器芯片的外圍電路設計、檢測模塊中解碼電路和一些信號處理電路等;軟件方面,介紹系統(tǒng)軟件的開發(fā)和編寫,包括軟件的開發(fā)環(huán)境和工具、主程序的編寫和各種中斷服務子程序的編寫等。控制器設計的前提是構建出系統(tǒng)的數(shù)學模型。在研究了多種系統(tǒng)建模方法之后,本系統(tǒng)采用系統(tǒng)辨識的方法得出該伺服控制系統(tǒng)的近似數(shù)學模型。在得到的近似模型的基礎之上,設計了該伺服控制系統(tǒng)基于自適應指數(shù)趨近律的變結構控制器,并通過計算機仿真,驗證了該控制器的有效性。然后對系統(tǒng)的抗干擾性進行研究,并通過仿真得出系統(tǒng)在外干擾和參數(shù)擾動的條件下,仍能有優(yōu)良的性能表現(xiàn),從而證明了變結構控制的優(yōu)越性。
【關鍵詞】：伺服系統(tǒng) ARM 建模 系統(tǒng)辨識 變結構控制
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN959.73
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 引言16
• 1.2 研究背景和意義16-17
• 1.3 伺服系統(tǒng)概述17-19
• 1.3.1 伺服系統(tǒng)的基本原理及組成17-18
• 1.3.2 伺服系統(tǒng)的分類和發(fā)展概況18-19
• 1.4 變結構控制的發(fā)展概況19-21
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容21-24
• 第二章 雷達伺服控制系統(tǒng)的總體設計24-32
• 2.1 雷達伺服系統(tǒng)的整體設計方案24-25
• 2.2 系統(tǒng)關鍵原件的選型25-28
• 2.2.1 執(zhí)行電機選型25-26
• 2.2.2 核心控制芯片的選型26-28
• 2.3 伺服系統(tǒng)的控制模塊28-31
• 2.3.1 伺服系統(tǒng)的三環(huán)控制28-29
• 2.3.2 變結構控制算法29-30
• 2.3.3 PWM脈寬調(diào)制控制30-31
• 2.4 本章小節(jié)31-32
• 第三章 雷達伺服系統(tǒng)電氣部分硬、軟件設計32-52
• 3.1 系統(tǒng)的硬件結構32-33
• 3.2 STM32F103核心電路板設計33-37
• 3.2.1 供電電源33
• 3.2.2 時鐘電路33-34
• 3.2.3 JTAG下載.電路34-35
• 3.2.4 外擴RAM電路35-36
• 3.2.5 串口通信電路36-37
• 3.3 功率驅動電路37-39
• 3.3.1 LMD18200芯片應用簡介37-38
• 3.3.2 功率驅動電路設計38-39
• 3.4 檢測電路39-41
• 3.4.1 電流檢測電路39-40
• 3.4.2 速度檢測電路40-41
• 3.5 本章小結41-42
• 3.6 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境和工具簡介42-43
• 3.7 系統(tǒng)的軟件設計43-50
• 3.7.1 主程序設計44
• 3.7.2 中斷服務子程序設計44-50
• 3.8 硬件實物圖50-52
• 第四章 伺服轉臺系統(tǒng)的建模52-68
• 4.1 系統(tǒng)的數(shù)學模型52-53
• 4.2 伺服轉臺系統(tǒng)建模的過程53-55
• 4.2.1 建模的基本原則53
• 4.2.2 建模的一般步驟53-55
• 4.3 伺服轉臺系統(tǒng)建模的主要方法55-61
• 4.3.1 機理推算建模法55-56
• 4.3.2 實驗分析建模法56-61
• 4.4 本系統(tǒng)的數(shù)學模型61-68
• 第五章 系統(tǒng)變結構控制器的設計68-84
• 5.1 滑膜變結構控制的性質(zhì)68-71
• 5.1.1 滑動模態(tài)的穩(wěn)定性68-70
• 5.1.2 滑模變結構控制對外干擾和參數(shù)攝動的不變性70-71
• 5.2 滑膜控制器設計的方法和步驟71-78
• 5.2.1 滑�？刂破髟O計的方法72-73
• 5.2.2 滑模控制器的設計步驟73-77
• 5.2.3 極點配置控制器77-78
• 5.3 本系統(tǒng)的控制器設計及仿真78-84
• 5.3.1 本系統(tǒng)的控制器設計78-79
• 5.3.2 仿真結果79-82
• 5.3.3 不確定性對系統(tǒng)的影響82-84
• 第六章 總結與展望84-86
• 6.1 總結84
• 6.2 展望84-86
• 參考文獻86-90
• 致謝90-92
• 作者簡介92-93

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