某型机载雷达控制系统设计与平台补偿算法研究

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本文论述了某型机载雷达伺服控制系统设计过程及相关平台补偿算法的研究。通过对相关软硬件的设计,初步完成了某型机载雷达伺服控制系统的设计工作。本论文首先论述了该课题的背景,国内外发展现状以及论文主要研究内容。之后论述了某型机载雷达控制系统的总体设计方案。具体包括系统的结构划分,系统硬件控制电路的设计,电路功耗的估算,电机负载的估算仿真以及主要元器件的选型。其中硬件控制电路主要以DSP+FPGA为核心控制器,DSP为主处理,实现所有控制算法;FPGA为辅助控制器,实现所有接口电路设计;DSP与FPGA通过外部扩转总线XINTF相连。其后详细论述了FPGA硬件接口电路的设计。使用Virtex-5系列FPGA作为硬件设计平台,所有FPGA硬件接口电路均采用Verilog语言在ISE13.1开发环境下设计开发。具体的电路设计编程采用Top-Down结构,按照功能划分自顶向下逐层开发。具体开发了:3路RS422串口,1路SSI绝对式编码器接口,1路ABZ相增量式编码器接口,1路RS232串口,1路XINTF接口,1路DA接口,以及DIDO接口等程序。然后介绍了平台稳定补偿算法。其中首先介绍了平台稳定补偿算法的应用背景与使用目的;之后分别从平台俯仰和平台横滚两个方面单独介绍了基于横滚和俯仰的平台补偿算法的推导过程;然后综合平台俯仰和横滚的算法推导过程介绍了基于平台俯仰横滚复合运动的平台稳定补偿算法的推导过程;最后开发了平台补偿算法在DSP程序中的实现。接着介绍了系统调试相关工作,其中主要包括FPGA主要接口功能调试,系统性能测试以及调试过程中发现并解决的问题。FPGA的主要接口功能调试包括通信接口调试,反馈接口调试,XINTF接口调试和DA接口调试。通过对接口的调试,保证接口功能正确性和接口性能的稳定性。系统性能测试包括俯仰轴和方位轴电机的电流环、速度环和位置环测试,通过对相关参数的调节,使得三环工作在最优状态。调试过程中发现并解决的问题包括DSP与FPGA的上电加载问题,FPGA控制驱动器使能问题,俯仰轴齿轮传动问题。论文最后,对全文内容与所完成工作进行总结,提出不足与改进方式。
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