基于dsp的ccd二维指向机构控制器的研制

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1、工学硕士学位论文基于DSP的CCD二维指向机构控制器的研制王新安哈尔滨工业大学2006年6月图书分类号：TP273+.5U.D.C.:681.532.8工学硕士学位论文基于DSP的CCD二维指向机构控制器的研制硕士研究生：王新安导师：李秋明副教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TP273+.5U.D.C.:681.532.8ADissertationfortheDegreeofM.Eng.TheDevelopmentofCCDTwo-dimensi

2、onDirectedDeviceControllerBasedonDSPCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Specialty：DateofOralExamination：University：WangXinanAssociateProf.LiQiumingMasterofEngineeringInstrumentScienceandTechnologyJune27,2006HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要卫星遥感是人造卫星的一个重要应用领域，其相关技术处于目前

3、世界各国的科技前沿。随着1999年和2002年我国风云一号C/D极轨业务气象卫星的成功发射和业务运行，我国气象卫星在国际上影响日益崛起，发挥的作用日益显著。本选题来源于实验室与北京空间机电研究所合作项目，项目要求研制一个基于DSP的卫星空间相机CCD二维指向机构控制器，并在此基础上，对运动控制的控制方式做理论和实践上的研究，最终达到提高系统的动态性能和轨迹精度的目的。课题的研究成果最终将应用于即将于2010升空的风云四号气象卫星CCD成像仪中，对于我国卫星遥感领域成像技术的提高具有重大的理论和现实意义。在总体设计方面，本文研究了控制器系统的数学模型，推出了精确的传递函数和简化

4、的传递函数。根据控制器研制要求，提出总体方案。控制器采用DSP作为主控单元，利用光电码盘测角，利用同步串行通信接口与上位机进行双向数据通信，利用RS-232接口进行俯仰轴和方位轴控制器之间的通信，并研制了与电机驱动器的接口电路。控制器硬件系统具有可靠性高，尺寸小，质量轻，成本低等特点。在CC2000编译器环境下，利用C语言编写了DSP程序，具有实时性强，可靠性高，维护方便等特点。此外，使用可编程逻辑器件(CPLD)实现接口电路功能及系统的逻辑关系实现。在完成总体设计的基础上，本文提出了控制器各部分的设计思想、结构及实现方法，给出了各部分的原理框图及接口电路。本文最后讨论了所设

5、计控制器的调试方法、步骤和调试结果。调试结果表明所设计的电路具有工作稳定，抗干扰能力强等特点，经与驱动器和机械系统联调表明，使用本文所研制的控制器进行控制的无刷直流伺服电机系统运行性能良好，具有无超调，实时性、响应性好，定位精确等特点，满足系统的设计要求。关键词DSP；伺服控制器；无刷直流电动机；PID控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSatelliteremotesensingisanimportantdomainofartificialsatelliteapplication.Itscorrelationtechniquereceivedgreat

6、attentioninworldcountries.AstheFY-1C/Dpoleorbitservicemeteorologicalsatellitetriumphantlylaunchedandrunon1999and2002,theimpactofmeteorologicalsatelliteofchinaincreasinglygrowup,andplayingamoreandmoreimportantrole.ThisprojectiscooperatedbyourlabandBeijingInstituteofSpaceMachineandElectricity

7、,theaimofwhichistodevelopaDSPcontrollerofatwo-dimensiondirecteddeviceforasatelliteinter-spacecamera,andonthisbasis,madearesearchontheTheory&Practiceofthecontrolmodeofmotioncontrol,andfinallyachievedtheaimofimprovingthedynamicperformanceandcontrailaccurac