基于DSP與FPGA的力加載控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、力加載系統(tǒng)是飛行模擬器的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一，它把飛行員的操作指令轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行飛機(jī)的橫滾和俯仰控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和飛機(jī)技術(shù)的不斷提高，改善飛機(jī)駕駛桿的性能顯得尤為迫切和重要。主動(dòng)式側(cè)桿控制系統(tǒng)能夠有效提高飛行模擬器的操縱品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高逼真度的力加載，因此，掌握其控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高逼真力感模擬，具有重要意義。
　　本文通過(guò)對(duì)力加載控制系統(tǒng)的功能要求和技術(shù)性能指標(biāo)要求的分析，設(shè)計(jì)了其硬件總體結(jié)構(gòu)和軟件總體結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)其數(shù)學(xué)模型和關(guān)鍵技

2、術(shù)的深入理論分析和研究，確定了本文的控制策略，即采用基于前饋控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制的復(fù)合控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器并進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明采用基于前饋控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制的復(fù)合控制方法可以實(shí)現(xiàn)高逼真度的力加載控制。
　　根據(jù)力加載控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與力加載控制系統(tǒng)的功能要求和性能指標(biāo)要求，對(duì)力加載控制器硬件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其硬件采用母板的架構(gòu)，主控板、信號(hào)調(diào)理板、驅(qū)動(dòng)板之間的信號(hào)通過(guò)母板進(jìn)行連接?？刂撇糠?/p>

3、采用DSP(Digital Signal Processor，數(shù)字信號(hào)處理器)與FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)雙處理架構(gòu)，充分發(fā)揮DSP對(duì)多個(gè)電機(jī)控制的優(yōu)越性與FPGA并行處理的優(yōu)勢(shì)，使所設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)功能完善且便于擴(kuò)展。信號(hào)調(diào)理部分選用高精度的運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，使其能夠在各種復(fù)雜的環(huán)境下穩(wěn)定工作。驅(qū)動(dòng)電路采用三相橋式逆變電路，選用專用的驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成MOSFET(Metal O