| 【中文题名】 | 舰载武器稳定平台控制技术研究 |
| 【英文题名】 | Control Technology Study of Stablized Platform for Shipborne Weapons |
| 【学科专业】 | 导航、制导与控制 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 双闭环控制,遗传算法,DSP,,, |
| 【英关键词】 | Platform Stabilization Loop,Double-loop Control,Genetic Algorithm,DSP, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 |
随着现代军事的发展，舰载武器成为保护舰船和打击敌人的重要手段之一。而稳定平台是其不可或缺的关键部分。经典PID控制规律加模拟电子系统的解决方案在平台稳定回路控制中已经成为一种成熟的技术，本文通过理论分析和试验仿真得到的结果证明了以上方法的可行性，但在控制精度、响应速度和抗干扰能力等方面，经典PID控制规律都存在不足，而模拟电子系统实现起来又有体积大、成本高、故障频繁等缺陷，因此选择更高级的控制规律和数字控制成为一种发展方向。正是在这样的背景下本文对基于DSP的遗传算法整定的PID数字控制进行了研究。
遗传算法是模拟生物进化过程的计算模型，是一种新的全局优化搜索算法。其主要优点如下：首先遗传算法在不需要给出调节器初始参数的情况下，仍能寻找到合适的参数，使控制目标满足要求；其次它只通过字符串进行简单地复制、交叉、变异，便可达到寻优，并且它是从许多点开始并行操作，在解空间进行高效启发式搜索，所以操作方便、速度快。本文对整定后的系统进行了仿真，结果表明在这种控制规律下，系统在速度、精度方面有了很大提高，特别是抗干扰能力有了显著的增强。
本文对平台稳定回路数字控制系统进行了软硬件设计。硬件设计... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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ABSTRACT |
6-11 |
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第1章 绪论 |
11-18 |
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1.1 课题的背景及意义 |
11-12 |
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1.2 国内外研究状况 |
12 |
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1.3 课题的相关技术 |
12-14 |
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1.3.1 遗传算法的发展概述 |
12-13 |
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1.3.2 遗传算法的基本原理 |
13-14 |
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1.3.3 遗传算法的特点 |
14 |
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1.4 DSP在控制领域中的应用 |
14-16 |
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1.4.1 DSP简介 |
15 |
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1.4.2 DSP的特点 |
15-16 |
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1.5 论文的主要研究内容 |
16-18 |
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第2章 稳定平台系统的原理及组成 |
18-26 |
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2.1 平台的稳定原理 |
18-20 |
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2.2 平台稳定回路的组成 |
20 |
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2.3 稳定平台系统控制方案的设计 |
20-21 |
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2.4 稳定平台系统的灵敏度与误差分析 |
21-22 |
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2.5 稳定平台系统主要元、部件的选择及校核 |
22-25 |
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2.5.1 正余弦旋转变压器 |
23 |
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2.5.2 无刷直流力矩电机 |
23-24 |
|
2.5.3 系统中的测速发电机、测角装置 |
24 |
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2.5.4 谐波减速器 |
24 |
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2.5.5 脉冲宽度调制(PWM)和智能功放模块(IPM) |
24-25 |
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2.5.6 计算机系统 |
25 |
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2.6 本章小结 |
25-26 |
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第3章 经典PID控制设计 |
26-43 |
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3.1 稳定回路的分析与校正 |
26-38 |
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3.1.1 无刷直流力矩电机的动态模型 |
26-31 |
|
3.1.2 单闭环PID校正 |
31-34 |
|
3.1.3 引入转速负反馈的双闭环校正 |
34-38 |
|
3.2 双闭环数字控制 |
38-42 |
|
3.2.1 采样频率的选择 |
38-39 |
|
3.2.2 连续控制器离散化 |
39-42 |
|
3.3 本章小结 |
42-43 |
|
第4章 基于遗传算法整定的PID控制 |
43-55 |
|
4.1 遗传算法的基本原理 |
43-44 |
|
4.2 遗传算法的优化设计 |
44-46 |
|
4.2.1 遗传算法的构成要素 |
44-45 |
|
4.2.2 遗传算法的应用步骤 |
45-46 |
|
4.3 基于遗传算法的PID整定 |
46-54 |
|
4.3.1 基于遗传算法的PID整定原理 |
47-49 |
|
4.3.2 基于实数编码遗传算法的PID整定 |
49-51 |
|
4.3.3 基于二进制编码遗传算法的PID整定 |
51-53 |
|
4.3.4 平台稳定系统的参数设计及仿真 |
53-54 |
|
4.4 本章小结 |
54-55 |
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第5章 系统软硬件设计与实现 |
55-77 |
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5.1 基于DSP的控制系统设计原理 |
55-56 |
|
5.2 系统的硬件设计 |
56-64 |
|
5.2.1 DSP芯片的选取 |
56-58 |
|
5.2.2 F2812内部的A/D转换器的特性 |
58-59 |
|
5.2.3 D/A转换器的选取及设计 |
59-61 |
|
5.2.4 UART的设计 |
61-62 |
|
5.2.5 时钟电路的设计 |
62-63 |
|
5.2.6 复位电路的设计 |
63-64 |
|
5.3 系统的软件设计 |
64-74 |
|
5.3.1 C语言编译环境CCS2.2 |
64-65 |
|
5.3.2 CMD文件的编写 |
65-67 |
|
5.3.3 C语言中寄存器的定义和地址操作 |
67-68 |
|
5.3.4 中断方式及实现方法 |
68-70 |
|
5.3.5 FLASH的烧写及BOOTLOADER |
70 |
|
5.3.6 PWM波形的产生 |
70-74 |
|
5.4 系统的软硬件调试 |
74-76 |
|
5.4.1 开发系统简介 |
74-75 |
|
5.4.2 系统的软硬件调试 |
75-76 |
|
5.5 本章小结 |
76-77 |
|
结论 |
77-78 |
|
参考文献 |
78-80 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
80-81 |
|
致谢 |
81 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384696 |
