基于dsp的机载雷达转台伺服系统的设计与研发

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1、摘要本文的工作是基于DSP的机载雷达转台伺服系统电气部分的研发及其关键部件的国产化。主要内容有以下几点:1制定基于DSP的伺服系统电气部分的总体设计方案；2确定控制策略；3系统的软硬件开发；4通过辨识得到系统的数学模型，用灵敏度工具分析并设计控制系统。伺服系统电气部分的控制器以DSP芯片TMS320F2812为核心，采用电流和速度双回路控制结构，每个回路都采用经典PID控制算法。驱动器由直流电机功率放大芯片以及本文设计的外围电路构成。驱动器接收DSP控制器产生的脉宽调制信号，使用单极性工作方式来驱动直流电机。速度检测使用的传感器为增量式光电编码器，DSP的QEP模块采集光电编

2、码器输出的相位编码信号并在DSP中进行速度解码。电流检测使用的传感器为采样电阻，将采样电阻上的电压信号经过处理后输入到DSP的A/D采样端口获取电流信息。保护功能包括过热保护、过电流保护和光耦隔离。DSP控制器使用RS232通信协议和上位PC机进行通信，上位机向DSP控制器发送操作指令和参考速度给定指令；DSP控制器接收上位机发送的指令信息和检测模块反馈的信息后按照既定的算法运算并输出控制信号。在转台伺服系统的实际运行中，一些不确定性的扰动因素会对其性能造成影响。本文针对负载干扰和测量噪声，通过辨识方法得到伺服系统的数学模型，在此基础上对系统进行灵敏度分析，研究它们对系统输出

3、的影响。设计并改进原有的PID控制器，在其后串入滤波网络，增强伺服系统对负载干扰和测量噪声的抑制能力。在上述工作的基础上，对伺服系统进行了软、硬件调试，调整控制参数。经过运行测试，伺服系统能够正常工作并且与上位机通信正常。关键词：PID伺服控制DSP灵敏度辨识直流电机AbstractThisthesisstudiesanddevelopstheelectronicandelectricalpartsofanairborneradarservosystembasedonDSPanditskeyparts’homebredchange.Themaincontentincludes

4、：1，Thesystem'soveralldesignbasedonDSP;2,Thedeterminationofthecontrolstrategy;3,Thedesignofsystemsoftwareandhardware;4,IdentificationofsystemmodelandAnalysisanddesignofthecontrolsystembasedonthetheoryofsensitivity.TheelectricalpartsofairborneradarservosystemadoptsTMS320F2812DSPchipasthecontr

5、olCoreofcontrollermoduleandisdesignedasspeedandcurrentdualclosedloopswhicharebasedonthePIDcontrolalgorithm.DrivemoduleiscomposedofDCpoweramplifierchipandperipheralcircuitdesignedinthisthesis.DrivemodulereceivespulsewidthmodulationsignalsanddrivesdcmotorbySinglepolarityworkingway.Photoelectr

6、iccoderisusedforspeeddetectionandQEPmodulereceivesphaseencodingsignalsofphotoelectriccoderwhicharedecodedinDSP.Thecurrentisdetectedbysamplingresistorandthevoltagesignal onthesamplingresistorisinputtedtotheA/DsamplingportofDSPforobtainingcurrentinformationafteramplificationprocessing.Theprot

7、ectivefunctionsincludethermalprotection,overcurrentprotectionandoptocouplerisolation.TheDSPcontrollercommunicateswiththehostcomputerbyRS232communicationprotocolandacceptscommandwhichissentbyhostcomputer.DSPcontrolleroutputscontrolsignalafterprocessingthe