舵機位置伺服系統(tǒng)的ASIC控制研究.pdf

1、舵機系統(tǒng)作為高精度的位置伺服系統(tǒng)，主要應(yīng)用于航天及軍事等一些特定場合。ASIC（專用集成電路）控制相對 DSP，F(xiàn)PGA等控制來說，在提高系統(tǒng)性能和可靠性的同時，可以減小系統(tǒng)體積，降低功耗，提高系統(tǒng)的集成度。論文以四軸舵機位置伺服系統(tǒng)為工程背景，對基于ASIC的舵機控制SoC系統(tǒng)進行研究。
　　論文首先分析了舵機系統(tǒng)控制原理，從伺服電機，調(diào)制方式，位置檢測等角度出發(fā)，建立了舵機系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，基于系統(tǒng)模型，確立采用位置環(huán)、速度環(huán)和

2、電流環(huán)結(jié)合的三環(huán)控制策略。并針對每一環(huán)路的不同特點，采取合適的控制算法。
　　其次，具體分析研究速度環(huán)和位置環(huán)控制算法。舵機系統(tǒng)采取電位器作為位置傳感器，速度反饋通過對位置信號不完全微分獲取，速度環(huán)采取PDFF控制。位置環(huán)由于減速器、無刷直流電機等非線性因素影響，探索智能算法加 PID的控制方式。并分別搭建Matlab/Simulink仿真模型，驗證控制算法的性能。
　　再次，從電流環(huán)角度出發(fā)，分析電流采樣策略。針對電機控制

3、系統(tǒng)電流環(huán)特點，研究并設(shè)計一種適宜于數(shù)字電流環(huán)的片載 ADC，能方便地集成于電機控制ASIC。該ADC主要由鋸齒波發(fā)生電路、采樣更新模塊、數(shù)字編碼模塊等組成。設(shè)計數(shù)字帶阻濾波器消除電流環(huán)存在的一些干擾因素。給出電流環(huán) PI控制的算法實現(xiàn)過程。實驗結(jié)果表明，本文所設(shè)計的電流環(huán)ADC能很好地滿足電機控制系統(tǒng)電流環(huán)要求。
　　最后，從系統(tǒng)角度出發(fā)，研究ASIC設(shè)計過程，給出ASIC的實現(xiàn)結(jié)果。進行系統(tǒng)試驗，分析試驗結(jié)果，結(jié)果表明基于AS