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航海、航空和航天事业的迅速发展离不开惯性导航系统,而其中的平台稳定回路是事关导航精度的重要部分。传统的平台稳定回路是以模拟电子系统实现的,存在体积大、成本高、故障频繁等缺陷,因此选择数字控制成为一种发展方向。正是在这样的背景下本文对基于DSP的平台稳定回路数字控制进行了研究。 本文对平台稳定回路进行了理论分析和校正。通过设计和仿真,验证了传统的单闭环经典PID控制规律在控制精度、响应速度方面的可行性,并通过引入速度反馈的双闭环控制,克服了单闭环系统在抗干扰性能方面的欠缺。在双闭环控制的基础上,通过对多种模糊控制方法的分析比较,本文尝试采用模糊—线性双模控制方案对系统进行校正。模糊—线性双模控制的速度环以及位置环的线性控制器结构都与线性双闭环控制的相同,位置环的模糊控制器为修正因子自调整无量化模糊控制器,利用输出强度系数实现两种控制的平滑过渡。这种控制方案的应用,使系统在速度、精度尤其抗干扰能力方面均有良好的效果。 本文对平台稳定回路数字控制系统进行了软硬件设计。硬件设计部分重点介绍了数字控制器和速度输出环节的硬件接口和工作原理;软件设计部分重点介绍了与芯片硬件结构紧密联系的PWM波形产生程序模块。选用美国德州仪器公司的定点DSP芯片作为数字控制的核心芯片,具有高效、高速、高精度等优点,而且本文所选用的TMS320F240芯片能够提供12路PWM输出,为电机控制提供了极大的方便。选用美国模拟器件公司的R/D转换器AD2S81A代替测速发电机的功能获得速度反馈信号,减小了系统体积,提高了系统可靠性。