本文關鍵詞：某型機載雷達控制系統(tǒng)設計與平臺補償算法研究

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【摘要】：本文論述了某型機載雷達伺服控制系統(tǒng)設計過程及相關平臺補償算法的研究。通過對相關軟硬件的設計,初步完成了某型機載雷達伺服控制系統(tǒng)的設計工作。本論文首先論述了該課題的背景,國內外發(fā)展現(xiàn)狀以及論文主要研究內容。之后論述了某型機載雷達控制系統(tǒng)的總體設計方案。具體包括系統(tǒng)的結構劃分,系統(tǒng)硬件控制電路的設計,電路功耗的估算,電機負載的估算仿真以及主要元器件的選型。其中硬件控制電路主要以DSP+FPGA為核心控制器,DSP為主處理,實現(xiàn)所有控制算法;FPGA為輔助控制器,實現(xiàn)所有接口電路設計;DSP與FPGA通過外部擴轉總線XINTF相連。其后詳細論述了FPGA硬件接口電路的設計。使用Virtex-5系列FPGA作為硬件設計平臺,所有FPGA硬件接口電路均采用Verilog語言在ISE13.1開發(fā)環(huán)境下設計開發(fā)。具體的電路設計編程采用Top-Down結構,按照功能劃分自頂向下逐層開發(fā)。具體開發(fā)了:3路RS422串口,1路SSI絕對式編碼器接口,1路ABZ相增量式編碼器接口,1路RS232串口,1路XINTF接口,1路DA接口,以及DIDO接口等程序。然后介紹了平臺穩(wěn)定補償算法。其中首先介紹了平臺穩(wěn)定補償算法的應用背景與使用目的;之后分別從平臺俯仰和平臺橫滾兩個方面單獨介紹了基于橫滾和俯仰的平臺補償算法的推導過程;然后綜合平臺俯仰和橫滾的算法推導過程介紹了基于平臺俯仰橫滾復合運動的平臺穩(wěn)定補償算法的推導過程;最后開發(fā)了平臺補償算法在DSP程序中的實現(xiàn)。接著介紹了系統(tǒng)調試相關工作,其中主要包括FPGA主要接口功能調試,系統(tǒng)性能測試以及調試過程中發(fā)現(xiàn)并解決的問題。FPGA的主要接口功能調試包括通信接口調試,反饋接口調試,XINTF接口調試和DA接口調試。通過對接口的調試,保證接口功能正確性和接口性能的穩(wěn)定性。系統(tǒng)性能測試包括俯仰軸和方位軸電機的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)測試,通過對相關參數(shù)的調節(jié),使得三環(huán)工作在最優(yōu)狀態(tài)。調試過程中發(fā)現(xiàn)并解決的問題包括DSP與FPGA的上電加載問題,FPGA控制驅動器使能問題,俯仰軸齒輪傳動問題。論文最后,對全文內容與所完成工作進行總結,提出不足與改進方式。
【關鍵詞】：伺服控制 穩(wěn)定補償 DSP FPGA
【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】：TP273;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16-20
• 1.1 課題背景及來源16
• 1.2 國內外發(fā)展狀況16-17
• 1.3 論文主要研究內容17-20
• 第二章 伺服控制系統(tǒng)總體方案20-36
• 2.1 伺服控制系統(tǒng)整體設計20-21
• 2.1.1 伺服控制系統(tǒng)功能需求20-21
• 2.1.2 伺服控制系統(tǒng)主要性能指標21
• 2.2 電路總體方案21-24
• 2.2.1 伺服控制系統(tǒng)組成21-22
• 2.2.2 控制模塊電路總體設計22-24
• 2.3 負載估算24-31
• 2.3.1 慣性力矩25-29
• 2.3.2 摩擦力矩29
• 2.3.3 不平衡力矩29-30
• 2.3.4 風載力矩30
• 2.3.5 力矩合成30-31
• 2.4 控制模塊功耗估算31-33
• 2.4.1 控制模塊功耗分析31
• 2.4.2 (10) 5V電源功耗估算31-33
• 2.4.3 ± 15V電源功耗估算33
• 2.5 主要元器件選擇33-35
• 2.5.1 電機選擇33-34
• 2.5.2 驅動器選擇34-35
• 2.5.3 編碼器選擇35
• 2.6 本章總結35-36
• 第三章 FPGA硬件接口電路設計36-60
• 3.1 硬件接口電路功能需求36
• 3.2 FPGA開發(fā)流程36-39
• 3.2.1 FPGA及其開發(fā)環(huán)境簡介36-37
• 3.2.2 Verilog語言簡介37
• 3.2.3 FPGA開發(fā)流程簡介37-39
• 3.3 FPGA硬件接口電路模塊化設計39-40
• 3.4 FPGA子模塊設計與仿真40-58
• 3.4.1 時鐘模塊40-41
• 3.4.2 通信接口模塊41-47
• 3.4.3 反饋接口模塊47-52
• 3.4.4 DA模塊52-54
• 3.4.5 XINTF模塊54-55
• 3.4.6 DIDO模塊55-56
• 3.4.7 校驗模塊56-58
• 3.5 本章總結58-60
• 第四章 平臺穩(wěn)定補償算法研究60-70
• 4.1 平臺穩(wěn)定補償簡介60-61
• 4.2 平臺俯仰運動穩(wěn)定補償算法推導61-63
• 4.3 平臺橫滾運動穩(wěn)定補償算法推導63-66
• 4.4 平臺俯仰橫滾運動穩(wěn)定補償算法推導66-67
• 4.5 平臺穩(wěn)定補償算法的DSP程序實現(xiàn)67-69
• 4.6 本章總結69-70
• 第五章 系統(tǒng)調試70-82
• 5.1 FPGA主要硬件接口功能調試70-75
• 5.1.1 通信接口調試70-72
• 5.1.2 反饋接口調試72-73
• 5.1.3 XINTF接口調試73
• 5.1.4 DA接口調試73-75
• 5.2 系統(tǒng)性能測試75-79
• 5.2.1 電流環(huán)性能測試75-77
• 5.2.2 速度環(huán)性能測試77-78
• 5.2.3 位置環(huán)性能測試78-79
• 5.3 系統(tǒng)調試中碰到并解決的問題79-80
• 5.3.1 DSP與FPGA上電加載問題79
• 5.3.2 FPGA控制驅動器使能問題79-80
• 5.3.3 俯仰齒輪傳動問題80
• 5.4 本章總結80-82
• 第六章 總結與展望82-84
• 參考文獻84-86
• 致謝86-88
• 作者簡介88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：895468