基于DSP的电动舵机控制系统

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1、摘要论文题目：基于DSP的电动舵机控制系统专业：控制理论与控制工程研究生：韩丰指导教师：张安年、丁喆摘要舵机是导弹控制系统的执行机构。它的任务是根据制导系统的指令信号，克服铰链在舵面上的气动力矩，操纵舵面或推力导向器，使导弹达到或维持正确的姿态，从而控制导弹的飞行方向。发达国家的电动舵机采用直流无刷电机作为执行器，其控制系统则用DSP控制的双脉冲调宽（PWM）。我国目前的电动舵机则仍然用直流有刷电机作为执行器，其控制系统仍然采用模拟调节器，因此研究基于DSP的电动舵机控制系统对于提高我国空间武器的技术水平具

2、有重要的意义。本文提出的基于DSP的电动舵机控制系统是由任意波形信号发生器、DSP处理器、D/A转换模块、高频双PWM调制器、直流电机及减速机构、位置反馈单元等模块构成的闭环位置伺服系统。系统由任意波形信号发生器模拟控制舱发出位置给定信号，输入DSP中进行A/D转换，在片内将其与位置反馈信号比较后进行PID运算产生位置控制信号，由于高频双PWM调解器的电压输入范围为3V-7V，所以需由片内用程序将控制信号由限制，DSP输出的控制量经D/A转换为3V-7V的模拟量控制电压，经高频双PWM控制电机的运行，舵机的

3、角位置偏转信号由位置反馈单元进入DSP片内A/D模块，构成闭环位置控制系统本课题的研究意义在于在电动舵机的控制系统中用基于DSP的数字控制器代替原来的模拟调节器，克服了模拟调节器的零漂、温漂和零位振颤等问题，提高了电动舵机的控制品质。论文对电动舵机位置控制系统的系统结构、硬件电路设计、控制算法以及软件实现进行了研讨，在仿真研究的基础上最后进行了实验研究。关键词：直流电机，控制器，DSP，PID，PWM论文类型：设计报告I河南科技大学硕士学位论文Subject:AElectricRudderControlSy

4、stemBasedOnDSPSpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringName:HanFengSupervisor:ZhangAnNian,DingZheABSTRACTTherudderistheexecutingpartofthemissilecontrolsystem.Itisusedtoadjuststhemissile’sflyingposeaccordingtotheinstructionsignalofthenavigationsystem.The

5、developedcountriesuseBLDCMastheexecutivepart,anduseDSPtogeneratesdualPWMasthecontrolsystem.OurcountryisstillusetheDCMastheexecutivepart,andthecontrolsystemisanalogcircuits.IthasgreatimportancetohaveastudyontheelectricruddercontrolsystembasedonDSP.Theelectr

6、icruddercontrolsystembasedonDSPisconsistofarbitrarywaveformgenerator,DSP,D/Aconverter,highfrequencydualPWMgenerator,DCMandthepositionfeedbackunit.Thesepartsbuildupacloselooppositionservosystem.ThearbitrarywaveformgeneratorsendoutthegivenanalogsignaltotheA/

7、DconverterintheDSP,thencompareittothepositionfeedbacksignalandgeneratethepositioncontrolsignalafterPIDcalculation.BecauseofthehighfrequencyPWMgenerator’soutputvoltrangeis3V~7V,thepositioncontrolsignalmustbelimitedbytheprogramintheDSP,thenthesignalisconvert

8、edanalogsignalbytheD/AconverteroutsidetheDSP.TheDCMiscontrolledbythesignal.TherotationalanglesignalissentintotheA/DmoduleoftheDSP.Thesignificanceofthisresearchis,weusedigitalcontrollerbasedonDSPtoinsteadofthe