微小型運(yùn)動(dòng)體姿態(tài)控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《微小型高速運(yùn)動(dòng)體的激光主動(dòng)制導(dǎo)和探測技術(shù)研究》為背景，以槍彈為載體，重點(diǎn)研究了微小型運(yùn)動(dòng)體的姿態(tài)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)完成了姿態(tài)控制電路。在前級加入激光主動(dòng)制導(dǎo)系統(tǒng)的前提下，該控制電路通過姿態(tài)解算獲取目標(biāo)方位信息，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出相應(yīng)動(dòng)作，進(jìn)行彈體與目標(biāo)間距離誤差和方向誤差的修正，實(shí)現(xiàn)對彈體飛行姿態(tài)的校正，并最終完成對目標(biāo)的追蹤。
　　本文首先闡述了微小型運(yùn)動(dòng)體激光主動(dòng)制導(dǎo)與姿態(tài)控制系統(tǒng)的組成及工作原理，并針對

2、本文的研究重點(diǎn)，對姿態(tài)控制系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了分析，確定了采用尾翼偏轉(zhuǎn)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)校正的方案。通過控制彈體飛行的俯仰角進(jìn)行距離誤差的修正（彈體一般是打遠(yuǎn)修近），控制彈體飛行的方向進(jìn)行方向誤差的修正。尾翼的偏轉(zhuǎn)控制是通過在彈體內(nèi)加入微型舵機(jī)及傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。
　　該姿態(tài)控制電路采用可編程邏輯器件 FPGA作為核心控制邏輯芯片，采用雙通道AD轉(zhuǎn)換器AD9281對激光主動(dòng)制導(dǎo)系統(tǒng)輸出的方位信號進(jìn)行采集和轉(zhuǎn)換。FPGA通過解算獲取目

3、標(biāo)方位信息后，輸出PWM脈寬調(diào)制信號實(shí)現(xiàn)對微型舵機(jī)偏轉(zhuǎn)方向、角度的控制。采用FLASH芯片作為存儲介質(zhì)，用于回采存儲PWM脈沖信號。在飛行試驗(yàn)結(jié)束后，將數(shù)據(jù)上傳上位機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
　　試驗(yàn)時(shí)，在外部命令作用下，首先進(jìn)行FLASH擦除操作，并進(jìn)入待寫入狀態(tài)。外部輸入舵機(jī)（尾翼）復(fù)位命令后，姿態(tài)控制電路輸出PWM脈沖信號進(jìn)行舵機(jī)復(fù)位，并啟動(dòng) FLASH進(jìn)入寫狀態(tài)，記錄數(shù)據(jù)。彈體發(fā)射后，通過彈體結(jié)構(gòu)上的脫插，觸發(fā) AD芯片啟動(dòng)信號采