浮空平台的快速检测与控制
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摘要
本文研究了某火控预研项目(浮空平台火控系统)的关键技术之一——浮空平台的快速检测与控制。
文中论证了平台目标跟踪伺服控制器和平台姿态检测系统两个子系统的总体硬件设计方案；具体阐述了姿态检测系统、基于DSP的PMSM电机矢量控制系统和专用逆变电源系统三个组成模块的硬件设计、调试问题。介绍了文中相关的电机矢量控制和电源逆变方面的理论。最后，文中还探讨了兼具有模拟和数字电路的高频电路的设计原则和方法。
This paper mainly discusses one of the key technologies of the Floating Platform Fire-control System - fast measuring and controlling for Floating Platform.
The paper demonstrates the overall hardware design scheme of the two subsystems: object tracking servo controller and platform attitude measuring system, discussing the hardware design technology and debugging method of the following three modules in detail: platform attitude measuring module, Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) vector controlling system based on DSP and specific power inversion system. The paper also introduces some relative theories of motor vector controlling and power inversion. At the end, the design technologies of high frequency circuit and hybrid (analogue and digital) circuit are discussed.
文中论证了平台目标跟踪伺服控制器和平台姿态检测系统两个子系统的总体硬件设计方案；具体阐述了姿态检测系统、基于DSP的PMSM电机矢量控制系统和专用逆变电源系统三个组成模块的硬件设计、调试问题。介绍了文中相关的电机矢量控制和电源逆变方面的理论。最后，文中还探讨了兼具有模拟和数字电路的高频电路的设计原则和方法。
This paper mainly discusses one of the key technologies of the Floating Platform Fire-control System - fast measuring and controlling for Floating Platform.
The paper demonstrates the overall hardware design scheme of the two subsystems: object tracking servo controller and platform attitude measuring system, discussing the hardware design technology and debugging method of the following three modules in detail: platform attitude measuring module, Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) vector controlling system based on DSP and specific power inversion system. The paper also introduces some relative theories of motor vector controlling and power inversion. At the end, the design technologies of high frequency circuit and hybrid (analogue and digital) circuit are discussed.
引文
1. TMS320C2000 Peripherals Reference Guide. Texas Instruments Incorporated, 2001
2. TMS320C2000 CPU and Instruction Set Reference Guide. Texas Instruments Incorporated, 2001
3. TMS320LF2407 FIXED-POINT DSP Controllers. Texas Instruments Incorporated, 2001
4. TMS320C2000 FIXED-POINT DIGITAL SIGNAL PROCESSOR. Texas Instruments Incorporated, 1999
5. 3.3V DSP for Digital Motor Control. Texas Instruments Incorporated, 2000
6. Implementation of a Speed Field Oriented Control of 3-phase PMSM Motor using TMS320F240. Texas Instruments Incorporated, 1999
7. TMS320F240 DSP Controllers Evaluation Module Technical Reference. Texas Instruments Incorporated, 1999
8. TMS320LF/LC240xA DSP Controllers Reference Guide System and Peripherals. Texas Instruments Incorporated, 2001
9．阎石 等．数字电子技术基础．高等教育出版社，1998
10．童诗白 等．模拟电子技术基础．高等教育出版社，1998
11．曾峰 等 印刷电路板(PCB)设计与制作．电子工业出版社，2002
12．李广军 等．可编程ASIC设计及应用．电子科技大学出版社，2000
13．侯伯亨 等．VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计．西安电子科技大学出版社，1997
14．贾新章 等．电子电路CAD技术—基于OrCAD9.2．西安电子科技大学出版社．2002
15．刘金琨．先进PID控制及其MATLAB仿真．电子工业出版社，2003
16．清源科技．TMS320LF240x DSP应用程序设计教程．机械工业出版社，2003
17．刘和平 等．TMS320LF240xDSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社，2002
18．李永东．交流电机数字控制系统．机械工业出版社，2003
19．王成元等．矢量控制交流伺服驱动电动机．机械工业出版社，1995
20．李年裕等．旋转变压器—数字转换器AD2S83在伺服系统中的应用．电子技术应用，2000(2)：66-68
21．潘月斗 等．TMS320F240在数字伺服控制系统中的应用．电气自动化，2000(3)：27-28
22．陈渊睿 等．永磁伺服电机的鲁棒控制技术．微电机，2000(5)：21-24
23．杨延西 等．交流伺服系统中DSP与上位机的通讯实现．电气传动，2000(6)：28-31
24．薛迎成 等．基于DSP永磁无刷直流电动机位置伺服系统．电力电子技术，2001(2)：18-20
25．张建立 等．基于DSP的全数字航拍跟踪平台的系统设计．红外与激光工程，30(6)：442-446
26．孟凡淘 等．全数字交流伺服系统中旋转变压器信号的处理．电力电子技术，36(1)：51-53
27．李叶松 等．全数字交流永磁同步电机伺服系统设计．电力电子技术，36(3)：26-28
28．朱孝勇 等．基于DSP的PMSM模糊化置伺服系统的研究．江苏大学学报，23(5)：82-86
29．高晗璎 等．经济型调速系统电路结构．中小型电机，29(5)：23-27
30．曹仁贤 等．六输出高压驱动器IR2130的系用．国外电子元器件，1996(9)：30-32
31．寇宝泉 等．功率模块集成驱动电路IR2133的选用．微电机，32(4)：45-47
32．李咏梅．IR2130MOS和IGBT驱动器及其应用．电讯工程，2000(4)：12-15
33．逄海萍．IR2111和IR2130在PWM直流伺胀系统中的应用．电气传动自动化，23(3)：20-22
34．许镇琳 等．永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究．电气自动化，2000(4)：7-9
35．肖杨 等．用DSP实现的空间矢量PMSM控制系统．沈阳工业大学学报，22(5)：386-389
36．李烨 等．永磁同步电动机伺服系统研究现状及应用前景．，微电机，34(4)：30-33
37．何茂军 等．利用EKF实现PMSM无转子位置检测控制．微特电机，2001(3)：6-8
38．杜娟 等．永磁同步电动机的反馈线性化控制．电机电气技术，2002(2)：2-4
39．许家群 等．水磁同步电动机矢量控制中的磁场定位问题研究．电气自动化，2002(3)：15-17
40．马净 等．编码器原理及应用．中国仪器仪表，2002(5)：43-45
41．吕成刚．基于DSP的变频调速系统．2002．2
42．窦汝振．高性能永磁交流伺服系统及其新型控制策略的研究．2002．12
2. TMS320C2000 CPU and Instruction Set Reference Guide. Texas Instruments Incorporated, 2001
3. TMS320LF2407 FIXED-POINT DSP Controllers. Texas Instruments Incorporated, 2001
4. TMS320C2000 FIXED-POINT DIGITAL SIGNAL PROCESSOR. Texas Instruments Incorporated, 1999
5. 3.3V DSP for Digital Motor Control. Texas Instruments Incorporated, 2000
6. Implementation of a Speed Field Oriented Control of 3-phase PMSM Motor using TMS320F240. Texas Instruments Incorporated, 1999
7. TMS320F240 DSP Controllers Evaluation Module Technical Reference. Texas Instruments Incorporated, 1999
8. TMS320LF/LC240xA DSP Controllers Reference Guide System and Peripherals. Texas Instruments Incorporated, 2001
9．阎石 等．数字电子技术基础．高等教育出版社，1998
10．童诗白 等．模拟电子技术基础．高等教育出版社，1998
11．曾峰 等 印刷电路板(PCB)设计与制作．电子工业出版社，2002
12．李广军 等．可编程ASIC设计及应用．电子科技大学出版社，2000
13．侯伯亨 等．VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计．西安电子科技大学出版社，1997
14．贾新章 等．电子电路CAD技术—基于OrCAD9.2．西安电子科技大学出版社．2002
15．刘金琨．先进PID控制及其MATLAB仿真．电子工业出版社，2003
16．清源科技．TMS320LF240x DSP应用程序设计教程．机械工业出版社，2003
17．刘和平 等．TMS320LF240xDSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社，2002
18．李永东．交流电机数字控制系统．机械工业出版社，2003
19．王成元等．矢量控制交流伺服驱动电动机．机械工业出版社，1995
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23．杨延西 等．交流伺服系统中DSP与上位机的通讯实现．电气传动，2000(6)：28-31
24．薛迎成 等．基于DSP永磁无刷直流电动机位置伺服系统．电力电子技术，2001(2)：18-20
25．张建立 等．基于DSP的全数字航拍跟踪平台的系统设计．红外与激光工程，30(6)：442-446
26．孟凡淘 等．全数字交流伺服系统中旋转变压器信号的处理．电力电子技术，36(1)：51-53
27．李叶松 等．全数字交流永磁同步电机伺服系统设计．电力电子技术，36(3)：26-28
28．朱孝勇 等．基于DSP的PMSM模糊化置伺服系统的研究．江苏大学学报，23(5)：82-86
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30．曹仁贤 等．六输出高压驱动器IR2130的系用．国外电子元器件，1996(9)：30-32
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32．李咏梅．IR2130MOS和IGBT驱动器及其应用．电讯工程，2000(4)：12-15
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34．许镇琳 等．永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究．电气自动化，2000(4)：7-9
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36．李烨 等．永磁同步电动机伺服系统研究现状及应用前景．，微电机，34(4)：30-33
37．何茂军 等．利用EKF实现PMSM无转子位置检测控制．微特电机，2001(3)：6-8
38．杜娟 等．永磁同步电动机的反馈线性化控制．电机电气技术，2002(2)：2-4
39．许家群 等．水磁同步电动机矢量控制中的磁场定位问题研究．电气自动化，2002(3)：15-17
40．马净 等．编码器原理及应用．中国仪器仪表，2002(5)：43-45
41．吕成刚．基于DSP的变频调速系统．2002．2
42．窦汝振．高性能永磁交流伺服系统及其新型控制策略的研究．2002．12