高精度惯导系统稳定回路的工程适应性研究

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1、哈尔滨『．稃人学硕十学位论文摘要航海、航空和航天事业的迅速发展离不丌惯性导航系统，而稳定回路是惯性导航的重要组成部分之一，主要用于消除外干扰力矩，使平台跟踪当地地理坐标系。平台的稳定性直接影响导航系统的精度，而平台稳定回路则担当了将平台稳定在惯性空『白J的任务。因此，平台稳定回路的设计是高精度惯导系统设计的关键问题之一．这要求稳定回路不但要有很高的稳念精度和动态品质，还要有足够大的稳定裕度和抗干扰能力。经典PID控制规律加模拟电子系统的解决方案在平台稳定回路控制中已经成为一种成熟的技术，本文在通过试验测试现有平台个框架转

2、动惯量、摩擦力矩的基础上，实现了滞后一超前校正网络的单环位置反馈稳定回路。但模拟电子系统实现起求又有体积大、成本高、故障频繁等缺陷，因此选择更高级的控制规律和数字控制成为一种发展方向。正是在这样的背景下，作者找到了一种适合本系统的速度提取方法，从而对基于DSP的双闭环PID数字控制进行了研究。本文对平台稳定回路双闭环数字控制系统进行了软硬件设计。硬件设计部分重点介绍了数字控制器和外围硬件的接口和工作原理；软件设计部分重点介绍了与芯片硬件结构紧密联系的PWM波形产生程序模块、串口通讯。选用美国德州仪器公司的定点DSP芯片作

3、为数字控制的核心芯片，具有高效、高速、高精度等优点，而且本文所选用的TMS320LF2407A芯片能够提供8路PwM输出，为电机控制提供了极大的方便。关键词：平台稳定回路，位置反馈，双闭环控制，DSP哈尔滨r群大学硕十学位论文AbstractTheinertialnavigationsystem(INS)hasacloserelationshipwiththedevelopmentofnavigation，aviationandspaceflight．Andthestabilizedplatformisoneofthem

4、ostimportantpartsinthenavigationsystem，whicheliminatesthedisturbanceandforcestheplatformtothelocalpresentcoordinate．ThestabilizationoftheplatformdeterminestheprecisionofINS，whiletheplatformstabilizationloopforcestheplatformtotheinertialspace．Therefore，theservoloo

5、pisdesignedtobehighpreciseandrapidresponse．Inaddition，thecontrolmomentanddisturbancerejectionarenecessaryfactorsThesolutioncombinesclassicalPIDlawwithanalogueelectronicsystemisnOWamaturetechnology．Thepapersetupthecontrolmodeloftheclose—loopthroughtheexperimenttes

6、ting，andthendesignsandrealizesalead—lagcontroller．Theconventionalplatformstabilizationloopisconstructedbyanalogueelectronicsystem，whichmakesthesystembig，costlyandfrequentlyinfailure，SOdigitalcontrolisadoptedasanewdirectionUnderthisbackground，Ifoundaappropriatemet

7、hodadaptedtoonrsystemandplatformstabilizationloopbasedonDSPisresearchedinthispaper,whichdouble-loopcontrolmethodisusedThesoftwaremadhardwareofdouble—loopdigitalplatformstabilizationloopisdesigned．Peripheralhardwareinterfaceandtheoryofdigitalcontrollerareemphasize

8、dinhardwaredesignsection；PWMwaveproducingmodulecloselyrelatedchipstructureandserialcommunicationisemphasizedinsoftwaredesignsection．BecauseDSPshavetheadvantage