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试谈舵机飞行器舵机制约系统硬件设计

收藏本文 2024-04-17 点赞:9222 浏览:35037 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:制约系统是飞行器飞行的制导系统,其性能决定了飞行器的精确度和可靠性。由此在未来对飞行器的探讨是离不开对制约系统的重点探讨的。制约系统就是将接收到的飞行器状态数据浅析处理,然后指示执行舵机调解舵面,来调整飞行器状态的一种全自动飞行器姿态调节器制约系统。本论文探讨的是一种基于TMS320F28335DSP(Digital Signal Processor)的飞行器舵机制约系统,主要探讨工作浅析其结构组成、制约器的软硬件设计、制作,并进行了初步的调试、实验。首先,阐述了飞行器制约系统的总体设计。详细探讨了以DSP为制约核心的系统结构,并以制约系统的实际性能要求和降低成本等方面考虑,决定选用的无刷直流电机以及和其相配套的电机驱动器类型、位置传感器以及导航系统。最后以主控芯片TMS320F28335为制约器的核心处理器串口通讯电路、采样制约电路、PWM输出及驱动电路的设计案例。然后,本论文详细介绍了DSP的最小系统及其电路,包括系统供电电路、时钟电路、串口通讯电路、电压转化电路、滤波电路、PWM电路和隔离电路等共同构成的DSP制约器。同时阐述了相关电路软件的软件设计思路和实施案例。最后,对制约器进行调试,并在调试的历程中改善系统的不足处。总之,本论文探讨的是以高精度DSP为主制约核心芯片,选用先进的MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)传感导航系统,运用精密线性传感器获取舵机舵面位置、并通过探讨4路舵面和飞行器飞行姿态之间的联系,实现制约飞行器飞行轨迹的飞行器制约系统。通过对本论文制约系统的各模块功能测试表明,本系统能够实现对各传感器模块数据的实时采集和对飞行器舵机系统制约的功能。最后浅析了影响系统制约性能的因素,并以硬件电路和软件方面提出了改善措施。关键词:飞行制约系统论文DSP论文姿态制约论文舵机论文TMS320F28335论文DSP制约器论文电机驱动器论文

    摘要3-5

    Abstract5-10

    1 绪论10-15

    1.1 课题的背景和作用10-11

    1.2 舵机的进展概况11-12

    1.3 伺服技术进展与近况12-13

    1.4 国内外飞行器探讨近况13

    1.5 课题探讨的内容与章节安排13-15

    2 飞行器制约系统总体案例设计15-24

    2.1 飞行器的制约系统的基本原理15

    2.2 飞行器制约系统硬件电路设计案例15-17

    2.2.1 主制约处理器芯片16

    2.2.2 A/D信号调理电路16

    2.2.3 驱动电路设计16

    2.2.4 通信电路设计16-17

    2.2.5 硬件电路抗干扰17

    2.3 制约系统主元件的选型17-20

    2.3.1 飞行器实时姿态导航仪的选型17-18

    2.3.2 制约器处理器选择18

    2.3.3 电机的选择18-19

    2.3.4 集成舵机驱动器和减速器的选择19-20

    2.3.5 舵面位置检测传感器选择和设计20

    2.4 上位机的设计20-21

    2.5 滤波电路的设计21-22

    2.6 飞行器制约系统制约案例22-23

    2.7 本章小结23-24

    3 飞行器制约系统硬件设计24-39

    3.1 飞行制约器的结构组成24-25

    3.2 DSP芯片选择25-26

    3.3 制约系统硬件电路设计26

    3.4 DSP最小系统26-30

    3.4.1 电源电路设计26-28

    3.4.2 JTAG接口电路设计28

    3.4.3 外部存储器的扩展28-29

    3.4.4 系统时钟和复位电路设计29-30

    3.5 串行通信接口(SCI)电路设计30-32

    3.5.1 RS-232通信接口电路设计30-31

    3.5.2 RS-422接口设计31-32

    3.6 驱动电路设计32-34

    3.7 舵面位置检测及AD转换调理电路设计34-36

    3.8 电池电压检测电路36-37

    3.9 硬件电路抗干扰设计37-38

    3.10 本章小结38-39

    4 飞行器制约系统软件设计39-51

    4.1 CCS的概述39-40

    4.2 FLASH烧写历程40-41

    4.3 飞行器制约器软件设计41-42

    4.4 系统模块初始化42-45

    4.4.1 系统时钟模块设置43

    4.4.2 看门狗模块设置43-44

    4.4.3 DSP的I/O模块设置44

    4.4.4 中断系统模块介绍44-45

    4.5 飞行器系统各功能模块介绍与设计45-49

    4.5.1 A/D模数转换模块介绍及设计45-46

    4.5.2 EPWM模块介绍与编程46-47

    4.5.3 DSP(TMS320F28335)的SCI串口通信模块软件设计47-49

    4.6 系统软件抗干扰49-50

    4.7 本章小结50-51

    5 系统调试51-59

    5.1 串口通信电路调试51-52

    5.2 供电电压的检测52-53

    5.3 ePWM模块的调试53-54

    5.4 电压调理电路调试54-55

    5.5 硬件电路调试历程中出现的不足55-57

    5.5.1 电源管理器散热56

    5.5.2 继电器的驱动56

    5.5.3 电机驱动器故障56

    5.5.4 DSP制约器的散热56-57

    5.5.5 IC芯片不足57

    5.6 系统抗干扰设计57-58

    5.7 小结58-59

    6 总结59-62

    6.1 总结59

    6.2 进一步展望59-62

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