基于DSP的炮射导弹制导控制系统设计与仿真
发布时间：2023-04-17 03:33
本文以炮射导弹制导控制系统研制为背景,研究了炮射导弹的建模过程,制导控制系统的设计,进行了基于DSP的硬件系统设计和软件系统设计,完成了半实物仿真试验,最后根据快速原型理论总结出一套制导控制系统的设计仿真方法。首先,对炮射导弹制导控制系统的研究现状和问题做了综述,介绍了常用的设计方法和现阶段研究的热点。建立了导弹的数学模型,并定义了相关的角度和各个坐标系之间的角度关系、控制方程组等,据此推导了导弹各个通道的控制方程组,为制导控制系统设计与仿真提供了数学基础。其次,重点阐述了整个炮射导弹制导控制系统的设计方案与工作过程,包括所采用的制导律激光驾束制导工作过程与原理以及稳定控制回路结构,搭建了Simulink模型进行了特性分析,并对控制系统舵机指令分配进行了分析推导。第三,基于TI公司的DSP芯片设计了制导控制系统的硬件电路系统,包括弹上控制器,接口电路,MEMS传感器等,完成了软件系统的设计,并搭建了半实物仿真(HILS)试验平台,通过半实物仿真试验对整套制导控制系统软硬件设计方案进行了验证。最后,针对整个制导控制系统设计与仿真工作的过程与其在进行中遇到的问题结合快速原型设计理论总结出一...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本论文研究的目的和意义
1.2 炮射导弹发展综述
1.3 制导控制系统设计的研究现状
1.4 本文研究内容以及章节安排
第2章炮射导弹系统数学建模
2.1 概述
2.2 常用坐标系的定义
2.3 坐标系之间的变换关系
2.4 角度参数之间的关系
2.5 导弹数学模型的建立
2.5.1 导弹的受力分析
2.5.2 导弹数学模型分析
2.6 本章小结
第3章制导控制系统设计
3.1 概述
3.2 制导控制系统方案设计
3.3 制导律
3.3.1 光斑变焦规律
3.3.2 偏差电压信号生成
3.3.2.1 实际物理偏差计算
3.3.2.2 计算波束角l?
3.3.2.3 计算导弹所在光斑半径lR
3.3.2.4 计算标准光斑处的偏差
3.3.2.5 标准光斑处偏差与电压的转换关系
3.4 控制系统结构
3.4.1 纵向控制系统结构
3.4.2 侧向控制系统结构
3.5 制导回路特性分析
3.5.1 纵向制导回路特性分析
3.5.2 侧向制导回路特性分析
3.6 舵机指令分配
3.7 本章小结
第4章基于DSP的控制系统硬件设计
4.1 数字信号处理器概述
4.1.1 数字信号处理芯片的特点
4.1.2 数字信号处理芯片的选型
4.2 制导控制系统硬件设计方案
4.2.1 TMS320F28335介绍
4.2.1.1 TMS320F28335性能特点
4.2.2 电源管理模块
4.2.3 复位电路
4.2.4 时钟电路
4.2.5 外扩FLASH电路
4.2.6 JTAG接口电路
4.2.7 串口(SCI)接口电路
4.2.8 A/D转换电路
4.2.9 MEMS模块
4.3 本章小结
第5章 制导控制系统软件设计
5.1 系统软件总体设计流程
5.2 软件工具介绍
5.3 系统各模块程序设计
5.3.1 系统初始化模块设计
5.3.2 时钟初始化程序设计
5.3.3 PSC控制器设置
5.3.4 F28335串口设置
5.3.5 定时器配置
5.4 本章小结
第6章 制导控制系统调试与半实物仿真
6.1 系统调试
6.1.1 DSP模块硬件调试
6.1.2 DSP模块软件调试
6.2 半实物仿真试验
6.3 仿真结果
6.4 本章小结
第7章 快速原型仿真方法设计
7.1 概述
7.2 制导控制系统设计与仿真流程
7.3 DSP与PC机串口通信设计
7.4 仿真验证
7.5 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
本文编号：3792479
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本论文研究的目的和意义
1.2 炮射导弹发展综述
1.3 制导控制系统设计的研究现状
1.4 本文研究内容以及章节安排
第2章炮射导弹系统数学建模
2.1 概述
2.2 常用坐标系的定义
2.3 坐标系之间的变换关系
2.4 角度参数之间的关系
2.5 导弹数学模型的建立
2.5.1 导弹的受力分析
2.5.2 导弹数学模型分析
2.6 本章小结
第3章制导控制系统设计
3.1 概述
3.2 制导控制系统方案设计
3.3 制导律
3.3.1 光斑变焦规律
3.3.2 偏差电压信号生成
3.3.2.1 实际物理偏差计算
3.3.2.2 计算波束角l?
3.3.2.3 计算导弹所在光斑半径lR
3.3.2.4 计算标准光斑处的偏差
3.3.2.5 标准光斑处偏差与电压的转换关系
3.4 控制系统结构
3.4.1 纵向控制系统结构
3.4.2 侧向控制系统结构
3.5 制导回路特性分析
3.5.1 纵向制导回路特性分析
3.5.2 侧向制导回路特性分析
3.6 舵机指令分配
3.7 本章小结
第4章基于DSP的控制系统硬件设计
4.1 数字信号处理器概述
4.1.1 数字信号处理芯片的特点
4.1.2 数字信号处理芯片的选型
4.2 制导控制系统硬件设计方案
4.2.1 TMS320F28335介绍
4.2.1.1 TMS320F28335性能特点
4.2.2 电源管理模块
4.2.3 复位电路
4.2.4 时钟电路
4.2.5 外扩FLASH电路
4.2.6 JTAG接口电路
4.2.7 串口(SCI)接口电路
4.2.8 A/D转换电路
4.2.9 MEMS模块
4.3 本章小结
第5章 制导控制系统软件设计
5.1 系统软件总体设计流程
5.2 软件工具介绍
5.3 系统各模块程序设计
5.3.1 系统初始化模块设计
5.3.2 时钟初始化程序设计
5.3.3 PSC控制器设置
5.3.4 F28335串口设置
5.3.5 定时器配置
5.4 本章小结
第6章 制导控制系统调试与半实物仿真
6.1 系统调试
6.1.1 DSP模块硬件调试
6.1.2 DSP模块软件调试
6.2 半实物仿真试验
6.3 仿真结果
6.4 本章小结
第7章 快速原型仿真方法设计
7.1 概述
7.2 制导控制系统设计与仿真流程
7.3 DSP与PC机串口通信设计
7.4 仿真验证
7.5 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
本文编号：3792479
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3792479.html
