基于FPGA的电动舵机伺服控制系统研究

发布时间：2020-05-07 10:27

【摘要】：作为制导武器之一的导弹，在现代化战争中发挥着越来越重要的作用，电动舵机伺服控制系统作为导弹的控制和执行机构，其性能的优劣对导弹的最终作战效果影响重大。论文完成了对电动舵机伺服控制系统的Simulink仿真、硬件设计和FPGA控制芯片的程序设计，，进行了相关实验，并对实验结果进行了分析和研究。 论文首先阐述了电动舵机伺服控制系统的组成结构和工作原理，并为系统的各组成部分分别建立了数学模型。系统采用位置环、速度环、电流环相结合的三闭环控制，选用经典的PID作为控制算法。 结合导弹对电动舵机伺服控制系统的指标要求，根据系统的工作原理，在Simulink平台建立了系统的模型，在指令信号为阶跃信号和正弦信号的情况下，对电动舵机的舵面偏转和电机的转速等进行了仿真，并得到了系统在20Hz以下范围内的频率特性曲线。 在系统的硬件设计方面，制定了系统的整体硬件电路的实施方案，根据系统的特点，选定了EP1C12Q240C8N作为控制芯片，将FPGA的外围电路按功能进行了模块划分，并为每个功能模块设计了硬件电路。FPGA程序设计同样采用了模块化的设计思想，采用Verilog HDL语言并借助于Quartus II和ModelSim两款软件作为开发平台对FPGA芯片进行了程序设计。 最后，对整个的电动舵机伺服控制系统进行了阶跃信号和正弦信号下的试验测试，试验结果表明，论文研制的舵机达到了技术指标的要求。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ765;TP273

【参考文献】

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本文编号：2652838