無人機無刷直流舵機控制器設計.pdf

1、舵回路作為飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構，對無人機的整體性能起著至關重要的作用。無刷直流電機以其功率密度高、轉動慣量小和可靠性高等優(yōu)點，受到了人們廣泛的關注和研究。本文根據樣例舵回路系統(tǒng)的功能要求，進行了無刷直流舵機控制器的設計研究。
　　論文首先研究了無人機飛行控制系統(tǒng)的組成結構，闡明了舵回路系統(tǒng)的功能要求及任務，并按舵機控制器的功能與結構進行模塊劃分，完成了舵回路系統(tǒng)的結構設計。通過舵機與控制器的部件分析與選型，完成了控制器的設計方案

2、。
　　其次，根據無刷直流電機的組成及工作原理，分析研究了舵機運行的動態(tài)特性，并根據分析結果建立舵機的數學模型；研究并制定舵機系統(tǒng)的控制策略：采用電流、速度、位置三閉環(huán)的控制系統(tǒng)結構，并采用PID參數整定方法對舵機系統(tǒng)完成了控制律設計，在MATLAB環(huán)境下通過控制系統(tǒng)仿真試驗與迭代設計，得到控制器優(yōu)化的控制律參數。
　　再次，以舵回路系統(tǒng)功能需求為依據，對控制器的硬件電路和軟件進行了設計研究。采用分立元件實現了控制器的控制電

3、路、CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）換向邏輯電路、功率驅動電路以及保護電路等的設計；根據控制器各功能單元的供電需求，進行了電源分配；完成了包括控制律軟件及CPLD邏輯編程軟件等在內的控制器軟件設計，實現了電機的閉環(huán)控制和換向邏輯。
　　最后，在樣例無刷直流舵機控制器實驗平臺上完成了綜合測試，驗證了控制器的換向邏輯設計方案、功率驅動電路設計方案及電機執(zhí)行方案的正確性和合理性，為無刷直流舵機控制