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卫星天线伺服驱动机构的研究
作 者: 朱春海
导 师: 李玉忍
学 校: 西北工业大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 磁链轨迹 数字信号处理器 消息驱动机制 电压空间矢量 永磁电机
分类号: V443
类 型: 硕士论文
年 份: 2004年
下 载: 411次
引 用: 1次
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内容摘要
卫星天线扫描驱动机构是整个卫星系统的核心部件,对卫星的运行姿态和数据的采集起着至关重要的作用。论文在分析了几种交流伺服系统的技术基础上,对该系统驱动机构方案进行了认真的研究与论证,根据系统的要求和特点提出了永磁同步电机作为伺服电机,永磁无刷直流电机作为动量矩平衡电机的系统设计方案,完成了TMs320F240 DSP为核心的系统硬件的设计与调试。其中驱动伺服电机采用绝对位置光电编码器作为位置反馈确保系统的精度要求,实现了位置、速度、电流三环控制,达到了伺服电机的高精度、稳速运行;平衡电机采用电流和速度双闭环控制,实现平衡电机快速、精确的跟踪。 软件采用面向对象的程序设计方法对系统进行分析与研究,将消息驱动机制应用于控制软件的设计和开发之中,在控制软件中采用瞬时零矢量插入磁链轨迹法(电压空间矢量法)来控制永磁同步电机。系统控制软件采用混合编程的方式,即在C语言中嵌入汇编语句,充分发挥汇编语言和C语言各自的优势,完成整个系统的功能要求。试验证明该系统运行稳定、可靠,方案设计合理、可行。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-5 目录 5-8 第一章 绪论 8-15 1.1 伺服系统概述 8-12 1.1.1 伺服系统的发展 8-9 1.1.2 伺服系统的组成 9-10 1.1.3 交流伺服系统 10-12 1.2 卫星天线扫描伺服系统 12-13 1.2.1 系统研究背景 12 1.2.2 系统的性能指标 12-13 1.3 本文完成的工作 13-14 1.3.1 系统硬件电路的调试 13 1.3.2 系统控制软件的设计与实现 13 1.3.3 系统性能指标测试 13-14 1.4 其它相关研究工作 14-15 1.4.1 高精度瞬时速度测量系统 14-15 第二章 系统总体方案设计 15-45 2.1 系统的组成 15-16 2.2 系统主要部件及其实现 16-20 2.2.1 伺服电动机的选型与设计 16-19 2.2.2 动量矩平衡电动机的选型与设计 19-20 2.2.3 控制用单片机的选型 20 2.2.4 伺服驱动电动机位置传感器的选择 20 2.3 系统控制策略 20-42 2.3.1 同步电动机调速系统 20-37 2.3.2 无刷直流电动机调速系统 37-42 2.4 课题主要技术难点 42-45 2.4.1 系统的动静平衡校验要求高 42-43 2.4.2 单DSP控制两台电机 43-44 2.4.3 瞬时零矢量插入法正多边形磁链轨迹控制 44-45 第三章 系统硬件设计 45-62 3.1 硬件系统的概述 45-46 3.2 DSP最小系统 46-49 3.2.1 TMS320F240 DSP介绍 46-47 3.2.2 TMS320F240 DSP的接口电路 47-49 3.3 电机控制信号译码单元 49-53 3.3.1 伺服驱动电机控制信号译码单元 49-52 3.3.2 动量矩平衡电机控制信号译码单元 52-53 3.4 隔离驱动单元 53-54 3.5 功率主回路单元 54-56 3.6 电流检测单元 56 3.7 过流保护单元 56-57 3.8 通信单元 57 3.9 伺服驱动电动机位置反馈单元 57-59 3.10 动量矩平衡电动机的位置反馈单元 59 3.11 系统硬件采用的抗干扰措施 59-62 第四章 系统软件设计 62-75 4.1 系统软件设计 62-63 4.1.1 软件设计要求 62-63 4.1.2 软件设计方案 63 4.2 面向对象程序设计方法概述 63-64 4.3 消息驱动机制 64-66 4.4 系统软件需求分析 66-68 4.4.1 概述 66-67 4.4.2 接口 67-68 4.4.3 系统性能需求 68 4.5 系统软件总体设计 68-69 4.5.1 系统任务概述 68-69 4.5.2 系统软件总体结构 69 4.6 系统软件详细设计 69-73 4.6.1 系统的初始化 70 4.6.2 主循环 70-73 4.7 编程语言 73 4.8 系统采用的软件抗干扰措施 73-75 第五章 总结 75-77 5.1 主要研究内容 75-76 5.2 系统测试结果 76 5.3 后续工作展望 76-77 致谢 77-78 参考文献 78-82
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中图分类: > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 电子设备
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