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上反射镜稳瞄系统能够隔离载车的扰动,使安装在载车上的瞄准设备不会因为载车运动时受到干扰而丢失目标,确保瞄准设备在载车静止或行进间都能够稳定地瞄准和跟踪目标。本文在已有的上反射镜稳像式火控系统的基础上,对稳瞄系统的伺服控制器部分进行重新设计,以提高稳瞄系统的稳像精度。作者在研究了大量关于上反射镜稳瞄伺服系统的资料后,设计了一款基于ARM7微处理器的上反射镜稳瞄伺服控制器,并对控制器中涉及到的伺服控制算法进行了仿真研究。本文的主要工作如下:
首先,对上反射镜稳瞄伺服控制系统进行了概括性的描述;介绍了上反射镜稳瞄伺服控制系统的组成及其稳定机理,并给出上反射镜稳瞄伺服控制系统的技术指标。
其次,分析了上反射镜稳瞄伺服系统的仿真控制方案与系统可能受到的干扰;在确定稳瞄伺服系统控制方案的基础上,建立了稳瞄伺服系统各个功能模块的仿真模型,并且还分析了经典PID控制算法的弊端,提出将非线性PID算法、扰动观测器思想以及自抗扰控制算法应用于上反射镜稳瞄系统伺服控制器的设计当中;对稳瞄伺服系统可能受到的干扰进行分析,着重考虑路面不平度对稳瞄系统控制精度的影响,为后续对上反射镜稳瞄伺服系统的仿真分析提供理论依据。
接着,介绍了上反射镜稳瞄伺服控制器的硬件及软件设计;伺服控制器的主要硬件电路包括主控制器最小系统电路、通信模块电路和电机驱动电路等。然后,针对上反射镜稳瞄伺服控制器硬件电路的设计,设计出伺服控制器各个硬件功能模块的软件程序,为伺服控制器的数据通信、模-数转换和电机驱动等硬件模块提供软件解决方案,并且还对各个硬件模块的软件程序进行了功能测试,测试结果满足伺服控制器的功能要求。
最后,对上反射镜稳瞄伺服控制系统进行仿真分析;分别将非线性PID算法、扰动观测器思想以及自抗扰控制算法应用于上反射镜稳瞄系统伺服控制器的设计当中,通过仿真来分析稳瞄系统的控制精度、扰动隔离性能和鲁棒性。仿真结果表明,基于非线性PID算法和扰动观测器的伺服控制系统可以提高伺服系统的控制精度;基于自抗扰控制算法的伺服控制系统能有效抑制仿真系统所受到的外界干扰,能够改善伺服控制系统的扰动隔离性能和鲁棒性。
首先,对上反射镜稳瞄伺服控制系统进行了概括性的描述;介绍了上反射镜稳瞄伺服控制系统的组成及其稳定机理,并给出上反射镜稳瞄伺服控制系统的技术指标。
其次,分析了上反射镜稳瞄伺服系统的仿真控制方案与系统可能受到的干扰;在确定稳瞄伺服系统控制方案的基础上,建立了稳瞄伺服系统各个功能模块的仿真模型,并且还分析了经典PID控制算法的弊端,提出将非线性PID算法、扰动观测器思想以及自抗扰控制算法应用于上反射镜稳瞄系统伺服控制器的设计当中;对稳瞄伺服系统可能受到的干扰进行分析,着重考虑路面不平度对稳瞄系统控制精度的影响,为后续对上反射镜稳瞄伺服系统的仿真分析提供理论依据。
接着,介绍了上反射镜稳瞄伺服控制器的硬件及软件设计;伺服控制器的主要硬件电路包括主控制器最小系统电路、通信模块电路和电机驱动电路等。然后,针对上反射镜稳瞄伺服控制器硬件电路的设计,设计出伺服控制器各个硬件功能模块的软件程序,为伺服控制器的数据通信、模-数转换和电机驱动等硬件模块提供软件解决方案,并且还对各个硬件模块的软件程序进行了功能测试,测试结果满足伺服控制器的功能要求。
最后,对上反射镜稳瞄伺服控制系统进行仿真分析;分别将非线性PID算法、扰动观测器思想以及自抗扰控制算法应用于上反射镜稳瞄系统伺服控制器的设计当中,通过仿真来分析稳瞄系统的控制精度、扰动隔离性能和鲁棒性。仿真结果表明,基于非线性PID算法和扰动观测器的伺服控制系统可以提高伺服系统的控制精度;基于自抗扰控制算法的伺服控制系统能有效抑制仿真系统所受到的外界干扰,能够改善伺服控制系统的扰动隔离性能和鲁棒性。