弹用加载控制系统的研究与实现
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摘要
本文研究了以数字信号处理器(DSP)和具有直接转矩控制输出的ACS600伺服驱动器为核心的弹用加载控制系统的设计及实现方法。
在重点研究控制策略的基础上，对加载系统中多余力的产生及抑制方法进行了详细的分析和讨论。本文所设计的加载系统是由一个公用的驱动控制系统和两台异步电动机执行机构组成的高性能伺服系统，即负载模拟器。文中对系统方案、控制电路与部件的选型以及软硬件均作了详尽的设计和分析计算，并且完成了系统校验和可靠性设计等工作。
本文所设计的加载控制系统已通过实际系统的验证，说明整个系统的设计是合理正确的，它能够真实地模拟类似真实气流阻力的载荷，并施加于弹翼或尾翼，模拟其在真实工作环境下的受力状态，可以测算导弹攻角与火工品填药量的关系。
国内现有的加载系统多为液压加载控制系统，此加载控制系统解决了电动加载的两个主要难点：快速性的实现和多余力的消除，对电动加载系统的进一步研究具有参考价值。
This paper studies the design and the realization of missile's wing and rudder load simulation system which core are digital signal processor (DSP) and DTC servo driver. On the base of significantly
study, the control strategy, the reason of the superabundant torque
and the method of elimination of the superabundant torque was analyzed and discussed. The system designed is composed of the same driver system and two asynchronous motors, which buildup a servo system with good performance. The paper gives the details about system's precept, control current, parts selection, hardware and software debugging, analyzing and calculating. The work of system's efficacy and design of system's reliability are finished.
The load control system has already passed the test's validate. It shows that the design of whole system is correct. The system can truly simulate the real air-stream and put it on missile's wings to make them work on the same force situation as in the real spread process, so the relationship of explosive stuff and attack angle can be confirmed.
At present, the moment to load missile's wings and rudders is relied on fluid driver framework, the paper solves two main problems in electro-motion system: the realization of speediness and the elimination of the superabundant torque. It can provide some new information in load system's further investigation.
在重点研究控制策略的基础上，对加载系统中多余力的产生及抑制方法进行了详细的分析和讨论。本文所设计的加载系统是由一个公用的驱动控制系统和两台异步电动机执行机构组成的高性能伺服系统，即负载模拟器。文中对系统方案、控制电路与部件的选型以及软硬件均作了详尽的设计和分析计算，并且完成了系统校验和可靠性设计等工作。
本文所设计的加载控制系统已通过实际系统的验证，说明整个系统的设计是合理正确的，它能够真实地模拟类似真实气流阻力的载荷，并施加于弹翼或尾翼，模拟其在真实工作环境下的受力状态，可以测算导弹攻角与火工品填药量的关系。
国内现有的加载系统多为液压加载控制系统，此加载控制系统解决了电动加载的两个主要难点：快速性的实现和多余力的消除，对电动加载系统的进一步研究具有参考价值。
This paper studies the design and the realization of missile's wing and rudder load simulation system which core are digital signal processor (DSP) and DTC servo driver. On the base of significantly
study, the control strategy, the reason of the superabundant torque
and the method of elimination of the superabundant torque was analyzed and discussed. The system designed is composed of the same driver system and two asynchronous motors, which buildup a servo system with good performance. The paper gives the details about system's precept, control current, parts selection, hardware and software debugging, analyzing and calculating. The work of system's efficacy and design of system's reliability are finished.
The load control system has already passed the test's validate. It shows that the design of whole system is correct. The system can truly simulate the real air-stream and put it on missile's wings to make them work on the same force situation as in the real spread process, so the relationship of explosive stuff and attack angle can be confirmed.
At present, the moment to load missile's wings and rudders is relied on fluid driver framework, the paper solves two main problems in electro-motion system: the realization of speediness and the elimination of the superabundant torque. It can provide some new information in load system's further investigation.
引文
1. Pichard C. Dorf、Robert H. Bishop, Modern Control Systems。Addison Wesley Longman, Inc, 1998
2. TMS320LF/LC240x DSP Controllers Reference Guide [M]Instruments Sets. Texas Instruments Incorporated.
3. TMS320LF2407 DSP CONTROLLERS. Texas Instruments Incorporated.
4. Leor Brenman, Setting Up TMS320LF240 DSP Interrupts in C. TEXAS Instruments Incorporated.
5. Astro Wu, Designing Embedded Operating System with the TMS320 Family of DSPs. 1998(10)
6. Zhenyu Yu, 3.3V DSP for Digital Motor Control. 2000
7. David M. Alter, Getting Started inC and Assembly Code With the TMS320LF240x DSP. July 2002
8. Real Time Workshop for user with simulink [M] Math Work Guide Book.1999
9．刘和平，TMS320LF240x DSP结构原理及应用．北京航空航天大学出版社。2002(9)
10．康华光，陈大钦，电子技术基础。高等教育出版社，2001(6)
11．邱关源，电路。高等教育出版社。2001(5)
12．黄俊，王兆安，电力电子变流技术。机械工业出版社，1996(10)
13．于海生，微型计算机控制技术。清华大学出版社，2002(6)
14．严隽薇，严隽永，计算机实时控制软件设计导论。清华大学出版社，1990
15．陶永华、尹怡欣等，新型PID控制及其应用。机械工业出版社，1998(4)
16．李艳等，模糊控制在电气传动中的应用现状及前景。电气传动，1997(2)
17．黄文梅，杨勇，系统分析与仿真—MATLAB语言及应用。国防科技大学出版社，1999(8)
18．张志涌，精通MATLAB。北京航空航天大学出版社，2000(8)
19．正田英介，春木弘，[日]，自动控制。科学出版社，2001(6)
20．细江繁幸，[日]，系统与控制。科学出版社，2001(4)
21．田巨，庞大海，飞机操纵系统负载模拟器的设计和校正方法，中国民航飞行学院学报，2001(3)
22．姜佩东，苏东海，高明辉，被动式加载系统多余力分析，沈阳工业大学学报，2000(6)
23．王安敏，吴盛林，承载对象参数与多余力关系的研究，液压气动与密封，1996(3)
24．刘庆和，裴忠才，新型电液负载仿真台的研制，设计与研究，1997(5)
25．孙以泽，刘义成等，舵机加载系统H∞控制的研究，船舶工程，2001(2)
26．安卫，梁述海，用MATLAB软件对柴油机带水力测功器系统进行PID控制器的设计，JOURNAL OF NAVAL ACADEMY OF ENGINEERING，1998(1)
27．陈剑桥，非线性PID控制器的计算机辅助设计，扬州职业大学学报，2001(12)
28．胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994(5)
29．宁玉杰，工业组态软件中PID控制器的设计，沈阳工业学院学报，2001(12)
30．谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，1996(8)
31．钟述文，直接转矩控制系统ACS600及其特点，宝钢技术，2001(1)
32．唐中琦，谢运祥，直接转矩控制技术发展综述，1998(1)
33．陈启美，李嘉，现代数据通信教程。南京大学出版社，2000
2. TMS320LF/LC240x DSP Controllers Reference Guide [M]Instruments Sets. Texas Instruments Incorporated.
3. TMS320LF2407 DSP CONTROLLERS. Texas Instruments Incorporated.
4. Leor Brenman, Setting Up TMS320LF240 DSP Interrupts in C. TEXAS Instruments Incorporated.
5. Astro Wu, Designing Embedded Operating System with the TMS320 Family of DSPs. 1998(10)
6. Zhenyu Yu, 3.3V DSP for Digital Motor Control. 2000
7. David M. Alter, Getting Started inC and Assembly Code With the TMS320LF240x DSP. July 2002
8. Real Time Workshop for user with simulink [M] Math Work Guide Book.1999
9．刘和平，TMS320LF240x DSP结构原理及应用．北京航空航天大学出版社。2002(9)
10．康华光，陈大钦，电子技术基础。高等教育出版社，2001(6)
11．邱关源，电路。高等教育出版社。2001(5)
12．黄俊，王兆安，电力电子变流技术。机械工业出版社，1996(10)
13．于海生，微型计算机控制技术。清华大学出版社，2002(6)
14．严隽薇，严隽永，计算机实时控制软件设计导论。清华大学出版社，1990
15．陶永华、尹怡欣等，新型PID控制及其应用。机械工业出版社，1998(4)
16．李艳等，模糊控制在电气传动中的应用现状及前景。电气传动，1997(2)
17．黄文梅，杨勇，系统分析与仿真—MATLAB语言及应用。国防科技大学出版社，1999(8)
18．张志涌，精通MATLAB。北京航空航天大学出版社，2000(8)
19．正田英介，春木弘，[日]，自动控制。科学出版社，2001(6)
20．细江繁幸，[日]，系统与控制。科学出版社，2001(4)
21．田巨，庞大海，飞机操纵系统负载模拟器的设计和校正方法，中国民航飞行学院学报，2001(3)
22．姜佩东，苏东海，高明辉，被动式加载系统多余力分析，沈阳工业大学学报，2000(6)
23．王安敏，吴盛林，承载对象参数与多余力关系的研究，液压气动与密封，1996(3)
24．刘庆和，裴忠才，新型电液负载仿真台的研制，设计与研究，1997(5)
25．孙以泽，刘义成等，舵机加载系统H∞控制的研究，船舶工程，2001(2)
26．安卫，梁述海，用MATLAB软件对柴油机带水力测功器系统进行PID控制器的设计，JOURNAL OF NAVAL ACADEMY OF ENGINEERING，1998(1)
27．陈剑桥，非线性PID控制器的计算机辅助设计，扬州职业大学学报，2001(12)
28．胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994(5)
29．宁玉杰，工业组态软件中PID控制器的设计，沈阳工业学院学报，2001(12)
30．谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，1996(8)
31．钟述文，直接转矩控制系统ACS600及其特点，宝钢技术，2001(1)
32．唐中琦，谢运祥，直接转矩控制技术发展综述，1998(1)
33．陈启美，李嘉，现代数据通信教程。南京大学出版社，2000