二维导引头伺服控制系统的设计与开发
这是一篇关于导引头,伺服控制系统,DSP,误差分析,高精度跟踪的论文, 主要内容为导引头伺服控制系统作为导引头的重要组成系统,承担着根据弹载计算机下发指令,控制天线负载转动,实现跟踪、搜索等功能的任务。本文以某导引头伺服控制系统研制项目为背景,首先完成了控制系统总体方案设计,然后在此基础上依次完成硬件电路设计、软件设计与开发、系统联试联调。同时,为解决系统跟踪输入信号误差较大的问题,在系统误差分析的基础上,建模设计前馈控制器并完成算法仿真验证。本文主要完成的内容如下:1.根据系统性能指标和功能需求,完成导引头伺服控制系统方案设计,并在设计系统结构的基础上完成方位轴和俯仰轴的载荷估算。完成了系统的核心元部件的选型和硬件控制电路设计工作。2.完成了系统控制器和三环数学模型设计,实现三环的校正仿真和系统搜索、四叶搜索、跟踪等功能的仿真验证。针对仿真结果出现的跟踪误差问题,完成系统误差分析并设计前馈算法,通过仿真分析,验证算法可行性,最终仿真实现了跟踪功能和搜索功能高精度跟踪。3.完成了系统控制功能和测试功能需求分析,完成了伺服控制系统软件总体设计实现软件控制流程设计和文件组成规范约束,并应用模块化软件开发理念完成系统初始化模块、主函数模块、功能模块、控制算法模块、驱动模块等模块的设计工作,详细介绍了各模块的内容及开发流程。4.完成了控制系统各分系统的调试,包含有导引头结构调试,控制板电路调试,驱动器调试和伺服软件调试。在保证各分系统工作正常的基础上根据系统性能指标要求,完成伺服控制系统联试联调工作,实现控制系统各项运动功能并达到了系统技术指标的要求。
导引头伺服控制系统设计与开发
这是一篇关于导引头,伺服控制,PI控制,模糊控制,自适应的论文, 主要内容为导引头是一种搭载了探测部件、信号处理设备和伺服控制系统的装置,是导弹的重要组成部分之一。在导弹的飞行过程中,导引头负责对空间中的目标进行实时探测,在对信号进行处理后生成制导信息,控制载体的飞行方向,其性能对导弹的命中精度有着重要影响。为了保证导引头对目标的探测效果,要求其内部搭载的伺服控制系统具有良好的性能,能够进行快速且高精度的指向、搜索和目标跟踪工作。伺服控制系统的实际性能与系统本身的机械结构、硬件电路和控制软件紧密相关,同时也受到各种扰动因素的影响。本论文以某导引头伺服控制系统为背景,论述了其设计与开发过程中的电路设计、控制原理分析、算法改进、建模仿真、软件设计以及系统调试,并结合图表和数据验证了设计的正确性。主要完成了以下内容:(1)根据伺服控制系统的功能和性能需求,确定了其总体架构;随后进行了系统部件选型,在此基础上完成了系统关键部分的电路设计。(2)确定了伺服控制系统的控制策略,介绍了控制性能的分析方法,对PID控制理论和导引头空间稳定原理进行了讲解。以控制策略和硬件参数为基础,建立了伺服控制系统数学模型,对系统在理想情况下的工作性能进行了研究;随后结合应用场景中可能出现的转动惯量变化和外部力矩,对传统PI控制系统的自适应能力进行了分析。(3)针对传统PI控制系统在自适应能力上的不足,提出使用模糊控制技术对控制器进行改进,以此提高系统性能。对模糊集合、逻辑推理等模糊控制理论进行了介绍,将其与传统控制相结合,进行了改良型控制器的整体结构设计。结合实际案例分析,详细论述了改良型控制器内部的模糊化、逻辑推理和清晰化等模块的设计过程。(4)通过Matlab软件中的Simulink工具箱,分别建立了使用传统PI控制方式的系统仿真模型和结合了模糊控制方式的改良型系统仿真模型。进行仿真并对相关性能指标进行了比较,证明了改良型控制器在自适应能力上的优势。(5)在上述内容的基础上,进行了伺服控制软件的设计、开发和调试。首先根据硬件电路结构和设计需求,分析了软件开发的前提条件。随后进行了软件模块划分和整体流程设计,确定使用前后台系统作为伺服控制软件的基础结构。然后结合流程图,对软件功能函数的设计进行了论述。软件开发完成后对系统进行了性能和功能测试,并分析了实验数据,验证了设计的正确性。
导引头伺服控制系统设计与开发
这是一篇关于导引头,伺服控制,PI控制,模糊控制,自适应的论文, 主要内容为导引头是一种搭载了探测部件、信号处理设备和伺服控制系统的装置,是导弹的重要组成部分之一。在导弹的飞行过程中,导引头负责对空间中的目标进行实时探测,在对信号进行处理后生成制导信息,控制载体的飞行方向,其性能对导弹的命中精度有着重要影响。为了保证导引头对目标的探测效果,要求其内部搭载的伺服控制系统具有良好的性能,能够进行快速且高精度的指向、搜索和目标跟踪工作。伺服控制系统的实际性能与系统本身的机械结构、硬件电路和控制软件紧密相关,同时也受到各种扰动因素的影响。本论文以某导引头伺服控制系统为背景,论述了其设计与开发过程中的电路设计、控制原理分析、算法改进、建模仿真、软件设计以及系统调试,并结合图表和数据验证了设计的正确性。主要完成了以下内容:(1)根据伺服控制系统的功能和性能需求,确定了其总体架构;随后进行了系统部件选型,在此基础上完成了系统关键部分的电路设计。(2)确定了伺服控制系统的控制策略,介绍了控制性能的分析方法,对PID控制理论和导引头空间稳定原理进行了讲解。以控制策略和硬件参数为基础,建立了伺服控制系统数学模型,对系统在理想情况下的工作性能进行了研究;随后结合应用场景中可能出现的转动惯量变化和外部力矩,对传统PI控制系统的自适应能力进行了分析。(3)针对传统PI控制系统在自适应能力上的不足,提出使用模糊控制技术对控制器进行改进,以此提高系统性能。对模糊集合、逻辑推理等模糊控制理论进行了介绍,将其与传统控制相结合,进行了改良型控制器的整体结构设计。结合实际案例分析,详细论述了改良型控制器内部的模糊化、逻辑推理和清晰化等模块的设计过程。(4)通过Matlab软件中的Simulink工具箱,分别建立了使用传统PI控制方式的系统仿真模型和结合了模糊控制方式的改良型系统仿真模型。进行仿真并对相关性能指标进行了比较,证明了改良型控制器在自适应能力上的优势。(5)在上述内容的基础上,进行了伺服控制软件的设计、开发和调试。首先根据硬件电路结构和设计需求,分析了软件开发的前提条件。随后进行了软件模块划分和整体流程设计,确定使用前后台系统作为伺服控制软件的基础结构。然后结合流程图,对软件功能函数的设计进行了论述。软件开发完成后对系统进行了性能和功能测试,并分析了实验数据,验证了设计的正确性。
导引头目标模拟系统的设计与实现
这是一篇关于导引头,目标模拟系统,目标模拟器主机,目标模拟器前端的论文, 主要内容为随着科学技术水平的发展,导引头研究也进入了一个新的发展阶段,目标模拟作为导引头技术发展的产物,在导引头研制的各个阶段都发挥着重要的作用。采用目标模拟技术,在系统设计阶段可以更准确地评估导引头设计性能;在样机研制阶段可以辅助调试部件及系统,大大缩短系统的研制时间;在交付使用阶段不仅可以作为导引头检测评估手段,同时还为应用方熟悉导引头的使用方法提供了环境。基于上述功用,导引头目标模拟技术研究日趋活跃,成为导引头研究的重要分支。本文阐述了一种导引头目标模拟系统的设计与实现,在概述目标模拟系统的原理与实现的基础上,重点研究了目标模拟系统的硬件实现、软件设计、样机研制与性能测试等方面,主要研究内容分为六部分。绪论部分首先阐述了本课题研究的背景与意义,概述了导引头目标模拟系统主要研究内容及其国内外研究情况,总结了本文的主要贡献与创新,并给出了本文的结构安排。第二章介绍了目标模拟系统总体设计方案,细化了技术指标,确定了全面评估及系统可扩展性等设计思想,对系统的组成及结构布局、各模块功能进行了描述,是纲领性的章节。第三章提出了注入式目标模拟器在全相参及非相参模式下的工作条件,叙述了目标模拟器主机及前端的设计方案,对目标模拟器的发射天线、倍频器、混频器、滤波器及放大器等模块设计进行了详细论述,同时对角位移平台及总体控制台硬件方案也做了叙述。第四章介绍了目标模拟器软件的设计实现方法。目标模拟器软件分为三部分:上层控制软件、接口软件和逻辑控制软件。分别在PC平台上用C#语言编制了上层控制软件,在DSP平台上用C语言开发了接口软件,然后在FPGA平台上用Verilog HDL语言实现逻辑控制软件功能。本章给出了三个软件部分实现代码,三部分软件相互配合实现了目标模拟器的软件功能。第五章对目标模拟系统进行了测试验证工作。利用已知参数导引头作为被测设备,对目标模拟系统进行了全面测试验证,文中给出了导引头稳定、搜索、跟踪等方面部分典型测试数据。测试结果表明,所研制的目标模拟系统运行良好,能够完成导引头测试所需的各项功能,性能达到了设计要求。最后,本系统成功应用于某在研型号导引头的研究工作中。第六章对全文作了总结与展望,指出了进一步完善目标模拟系统需开展的工作。
导引头目标模拟系统的设计与实现
这是一篇关于导引头,目标模拟系统,目标模拟器主机,目标模拟器前端的论文, 主要内容为随着科学技术水平的发展,导引头研究也进入了一个新的发展阶段,目标模拟作为导引头技术发展的产物,在导引头研制的各个阶段都发挥着重要的作用。采用目标模拟技术,在系统设计阶段可以更准确地评估导引头设计性能;在样机研制阶段可以辅助调试部件及系统,大大缩短系统的研制时间;在交付使用阶段不仅可以作为导引头检测评估手段,同时还为应用方熟悉导引头的使用方法提供了环境。基于上述功用,导引头目标模拟技术研究日趋活跃,成为导引头研究的重要分支。本文阐述了一种导引头目标模拟系统的设计与实现,在概述目标模拟系统的原理与实现的基础上,重点研究了目标模拟系统的硬件实现、软件设计、样机研制与性能测试等方面,主要研究内容分为六部分。绪论部分首先阐述了本课题研究的背景与意义,概述了导引头目标模拟系统主要研究内容及其国内外研究情况,总结了本文的主要贡献与创新,并给出了本文的结构安排。第二章介绍了目标模拟系统总体设计方案,细化了技术指标,确定了全面评估及系统可扩展性等设计思想,对系统的组成及结构布局、各模块功能进行了描述,是纲领性的章节。第三章提出了注入式目标模拟器在全相参及非相参模式下的工作条件,叙述了目标模拟器主机及前端的设计方案,对目标模拟器的发射天线、倍频器、混频器、滤波器及放大器等模块设计进行了详细论述,同时对角位移平台及总体控制台硬件方案也做了叙述。第四章介绍了目标模拟器软件的设计实现方法。目标模拟器软件分为三部分:上层控制软件、接口软件和逻辑控制软件。分别在PC平台上用C#语言编制了上层控制软件,在DSP平台上用C语言开发了接口软件,然后在FPGA平台上用Verilog HDL语言实现逻辑控制软件功能。本章给出了三个软件部分实现代码,三部分软件相互配合实现了目标模拟器的软件功能。第五章对目标模拟系统进行了测试验证工作。利用已知参数导引头作为被测设备,对目标模拟系统进行了全面测试验证,文中给出了导引头稳定、搜索、跟踪等方面部分典型测试数据。测试结果表明,所研制的目标模拟系统运行良好,能够完成导引头测试所需的各项功能,性能达到了设计要求。最后,本系统成功应用于某在研型号导引头的研究工作中。第六章对全文作了总结与展望,指出了进一步完善目标模拟系统需开展的工作。
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