基于DSP和FPGA的高精度交流伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著航天科技的發(fā)展，衛(wèi)星通訊顯得越來(lái)越重要。要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸，天線需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確的定位與跟蹤。由于距離遙遠(yuǎn)，相對(duì)移動(dòng)速度低，要求衛(wèi)星天線伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行高精度超低速的伺服跟蹤。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，開展了對(duì)衛(wèi)星天線伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的理論研究和應(yīng)用實(shí)踐，研究?jī)?nèi)容主要有下面四個(gè)部分。 第一部分介紹了交流伺服系統(tǒng)和永磁同步電機(jī)的基本理論。第一章介紹了交流伺服系統(tǒng)的組成、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展方向；第二章推導(dǎo)了永磁

2、同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，總結(jié)了其矢量控制的基本原理。 第二部分對(duì)線性放大電路做了詳細(xì)的分析。第三章總結(jié)了線性放大電路的組成和基本類型，重點(diǎn)分析了其功耗和效率，并和其他類型的電路進(jìn)行了比較。 第三部分研究了伺服控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。第四章對(duì)控制系統(tǒng)的組成和基本特性進(jìn)行了分析。介紹了衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)的控制策略，建立MATLAB下的系統(tǒng)仿真模型，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真；分析了其位置和速度檢測(cè)方法及誤差來(lái)源；分析了伺服系統(tǒng)的

3、控制環(huán)路；介紹了速度環(huán)參數(shù)的整定方法及其對(duì)控制系統(tǒng)的影響；總結(jié)了影響轉(zhuǎn)速特性的因素。 第四部分詳細(xì)介紹了兩種以不同控制芯片為核心構(gòu)成的衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)。一種是基于DSP的控制系統(tǒng)；另一種是基于FPGA的控制系統(tǒng)。第五章介紹了DSP芯片的基本原理及DSP控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；第六章介紹了DSP控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；第七章介紹了FPGA控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件和模塊設(shè)計(jì)并對(duì)這兩種控制方案進(jìn)行了比較；第八章給出了基于DSP控制系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果和分