一種高穩(wěn)定度掃描驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、微波輻射計(jì)是氣象衛(wèi)星上的核心星載儀器，要從氣象衛(wèi)星獲得高質(zhì)量的圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)地或大氣等的精確觀測(cè)，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)微波輻射計(jì)掃描運(yùn)動(dòng)的高精度控制。本論文就微波輻射計(jì)的掃描驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行研究，主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)基于永磁同步電機(jī)的掃描驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)地面實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，保證電機(jī)以高穩(wěn)定度驅(qū)動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，相關(guān)硬件選型以載荷研制單位全極化微波輻射計(jì)驅(qū)動(dòng)硬件參數(shù)為參考，所研制的控制系統(tǒng)接近載荷真實(shí)工作情況。本論文就某一大慣量轉(zhuǎn)子的高穩(wěn)定度控制進(jìn)行研究，所以本研究具

2、有特定的針對(duì)性。
　　本文針對(duì)微波輻射計(jì)高穩(wěn)定度轉(zhuǎn)速控制的要求，提出一種以飛思卡爾單片機(jī)為核心控制器的數(shù)字掃描控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。本文以永磁同步電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以旋轉(zhuǎn)變壓器作為角位置測(cè)量元件，以霍爾元件作為周期檢測(cè)元件，并采用電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的控制策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大慣量轉(zhuǎn)子的高穩(wěn)定度控制。
　　論文首先介紹了微波輻射計(jì)掃描控制系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀，然后介紹系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案、硬件選型。
　　其次，建立系統(tǒng)的模型，對(duì)系統(tǒng)的

3、性能進(jìn)行分析，理論驗(yàn)證系統(tǒng)性能是否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。由于采用電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制方式，需對(duì)內(nèi)、外環(huán)PID控制器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后對(duì)選擇的控制方案進(jìn)行Matlab仿真。仿真驗(yàn)證了掃描控制方案的可行性，其轉(zhuǎn)子的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速精度滿足設(shè)計(jì)要求。
　　再次，進(jìn)行掃描控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。采用正弦波半橋驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)，通過長周期采樣及大慣量來抑制測(cè)量、軸系摩擦及電機(jī)力矩波動(dòng)造成的干擾。硬件方面以飛思卡爾MC56F8027單片機(jī)作為