基于ARM的转台伺服控制系统研究

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仿真转台作为航空航天等领域进行仿真和测试的关键设备,在飞行器的研制过程中起着极其重要的作用。同时,转台性能的优劣也直接关系到仿真和测试试验的可靠性和置信度,对航空航天产品和武器系统精度及性能指标起着重要的作用。因此,转台的研究和制造对航空、航天发展和国防建设具有重要的意义。  本文以三轴仿真转台为研究背景,对转台伺服控制系统进行了分析和设计。介绍了设计中的理论知识和技术原理,重点解决了系统总体方案的设计、系统数学模型的建立、控制算法的研究、设计与仿真等问题,并设计了基于ARM的硬件电路和软件方案。  首先,本文确定了系统采用转速和位置双闭环的控制方案,并针对转台控制系统性能指标要求,选择伺服电机和检测元件等实际物理器件。其次,对系统进行了机理建模,建立了整个伺服控制系统的理想化数学模型。然后,根据系统性能指标要求,运用经典的频域控制理论对系统进行了校正设计,根据Ziegler-Nichols经验公式设计了PID控制器。对系统进行了仿真测试,并分析了仿真结果。深入研究了智能控制理论,针对常规PID控制不能满足快速性、高精度要求,设计转台伺服控制的专家PID控制算法和基于BP神经网络PID控制算法,并进行仿真验证。以ARM为做伺服控制器的核心,设计了系统的硬件电路和软件方案。
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