基于DSP的電動(dòng)舵機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)作為飛行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是飛行器控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，是一種高精度的位置伺服系統(tǒng)。本課題的研究目的是設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)性能好、魯棒性強(qiáng)的電動(dòng)舵機(jī)控制系統(tǒng)。
　　本文總體分析了電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)和無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)以及電機(jī)運(yùn)行的一些關(guān)鍵問(wèn)題（如驅(qū)動(dòng)方式以及換向邏輯等），構(gòu)建了電動(dòng)舵機(jī)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了系統(tǒng)硬件和控制策略的總體方案設(shè)計(jì)。為了得到更寬的調(diào)速范圍和更好的調(diào)速性能，采用雙極性PWM驅(qū)動(dòng)方式，并在此驅(qū)動(dòng)方式的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了換

2、向邏輯，通過(guò)改變輸出PWM的占空比即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向控制。
　　硬件系統(tǒng)方面，本文以主控制器DSP和協(xié)處理器CPLD為核心搭建了硬件電路，主要包括EMI電源濾波器、控制器、功率驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)采集電路以及保護(hù)電路等。設(shè)計(jì)的EMI電源濾波器能同時(shí)濾除共模干擾和差模干擾，且該濾波器的濾波作用是雙向的，既能防止主電源本身的波動(dòng)干擾電機(jī)的正常運(yùn)行，又能防止功率器件高頻開(kāi)關(guān)造成的電壓波動(dòng)對(duì)主電源和硬件系統(tǒng)產(chǎn)生影響。考慮到CPLD在邏輯處

3、理方面的優(yōu)勢(shì)以及電機(jī)運(yùn)行對(duì)邏輯處理的需求，采用CPLD作為協(xié)處理器，減少了DSP外部器件，使設(shè)計(jì)更為靈活。
　　在控制策略方面，針對(duì)傳統(tǒng)PID控制抗負(fù)載擾動(dòng)能力差、動(dòng)態(tài)性能不佳以及普通滑模變結(jié)構(gòu)控制抑制抖振能力弱等問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了基于趨近律和準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法。趨近律方法不僅能提高滑?？刂频膭?dòng)態(tài)品質(zhì)，還能通過(guò)選取合適的參數(shù)提高系統(tǒng)的抗負(fù)載干擾的能力。針對(duì)趨近律參數(shù)選擇加劇抖振的問(wèn)題，引入準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)方法，利用飽和函數(shù)進(jìn)行