基于加速度回路的天線隨動系統(tǒng)控制器設(shè)計
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2．2．5 跟蹤特性
圖4給出了當(dāng)輸入q=20t，ψ=0時，輸出φ(t)的仿真曲線。它表明，當(dāng)輸入20°／s的角速度信號時，跟蹤回路能較好地復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入信號，即電軸可以穩(wěn)定跟蹤視線角，實現(xiàn)高精度跟蹤。同時可以看出，φ的輸出在過零點時，特性良好，無死區(qū)現(xiàn)象。本文引用地址：http://www.104case.com/article/162203.htm
2．2．6 引入加速度回路特性
在天線隨動系統(tǒng)中增加的角加速度負(fù)反饋回路，不但可以用于抑制系統(tǒng)的高頻振蕩，解決隨動系統(tǒng)的顫振問題，而且能克服慣性平臺的“航向效應(yīng)”，提高了電機(jī)參數(shù)的魯棒性，使平臺式隨動系統(tǒng)的性能更加可靠。圖5給出了輸入標(biāo)準(zhǔn)差為σi=0．33時，取Kc2=1．2，加速度回路起反饋作用，輸出標(biāo)準(zhǔn)差σo=0．21。它表明天線隨動系統(tǒng)的φ角度輸出得到平滑。取Kc2=0，加速度回路不起反饋作用時，輸出標(biāo)準(zhǔn)差σo= 0．23。可見，加入加速度反饋回路可以進(jìn)一步降低φ的輸出振蕩。
3 系統(tǒng)實現(xiàn)
3．1 系統(tǒng)硬件實現(xiàn)
本系統(tǒng)是采用以DSP為核心控制芯片的數(shù)字控制系統(tǒng)，通過天線隨動系統(tǒng)，對采取的控制方案的性能進(jìn)行實測驗證。考慮到在天線隨動系統(tǒng)中，天線的負(fù)載大，擾動負(fù)載力矩較大，系統(tǒng)選用永磁式直流力矩電機(jī)，它是一種低轉(zhuǎn)速、大力矩的直流電動機(jī)，可以直接帶動低速負(fù)載和大轉(zhuǎn)矩負(fù)載，具有轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波動小，機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性線性度好等優(yōu)點，根據(jù)給定的參數(shù)，選取力矩電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為3．7 N·m，電氣時延為T≤0．93 ms。測角電位計選用精密塑料電位計MidoriCPP-35型，有效電氣角為340°，速率陀螺選用單自由度液浮陀螺JST-1，它具有漂移小，零位及重復(fù)性好，頻率寬的特點。
隨動系統(tǒng)控制器的硬件結(jié)構(gòu)主要包括A／D采樣電路模塊、DSP和FPGA控制電路模塊、PWM功率驅(qū)動電路、SCI串口通信電路、供電電源等模塊。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖6所示。
系統(tǒng)以TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812芯片為核心處理器，主要完成速率陀螺模擬信號采集、電位計模擬信號采集、PWM信號產(chǎn)生、數(shù)字PID控制算法、搜索回路算法、跟蹤回路算法、與上位機(jī)的RS 422接口串行通信的實現(xiàn)以及系統(tǒng)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換等功能。
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