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某机电装置随动控制系统改造

作　者: 谢小平
导　师: 吴舒辞；范大鹏
学　校: 中南林学院
专　业: 机械设计及理论
关键词: 随动系统放大器并联比例微分(PD)反馈模块化数字集成电路
分类号: TP275
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

为提高我军某机电装备现代化水平、解决装备维修困难的问题、实现对战斗单元的远程指挥与控制，需要对其随动系统进行改造。改造分两个阶段进行。第一阶段对随动系统核心部件电子管放大器进行模拟集成化改造。改造的目标是在保持原有放大器功能和接口不变的情况下提高其性能：改造的方法是采用工程频率法对系统内双闭环(速度环、加速度环)进行改造。前向通道在实现其原有功能的情况下，对每个模块采用不同策略进行重新设计：速度环、加速度环分别采用并联比例微分(PD)反馈和并联比例(P)反馈的控制方法进行设计，P可调。在现场调试中解决了新老放大器的通用性问题，并通过调整速度闭环内外的放大倍数、微分时间常数、反馈大小使系统达到各项要求。经过可靠性与可维修性分析、各项试验的验证和部队使用，新放大器达到和超过了各项性能指标的要求，即将通过鉴定并装备部队使用。第二阶段对随动系统提出全数字化改造方案。目标是保持系统主体结构不变，采用模块化数字集成电路进行设计。外接网络接口，利于远程指挥和控制。应用新的控制算法，系统稳定性、快速性、准确性、可靠性都将有较大提高，为今后其它随动系统的改造提供参考。

全文目录

文献综述  6-15
  1 系统改造的背景  6
  2 课题的来源和研究对象  6-7
  3 系统改造的方法  7
  4 国内外的研究现状  7-14
    4.1 输入信号的先进分析方法  7-8
    4.2 信号的处理的研究现状  8-10
    4.3 伺服驱动的技术应用  10-11
    4.4 先进控制方法的研究  11-14
  5 小结  14-15
正文  15-61
  第1章系统原理分析与改造方案设计  15-18
    1 随动系统的组成  15
    2 随动系统工作过程  15-16
      2.1 自动瞄准时的工作过程  15
      2.2 半自动瞄准时的工作过程  15-16
    3 电子管放大器工作原理  16-17
      3.1 输入信号分析  16
      3.2 工作流程  16-17
    4 改造方案  17-18
  第2章放大器改造的关键技术  18-32
    1 改造的原则和目标  18
      1.1 研制工作的原则  18
      1.2 研制工作的目标  18
    2 改造的思路  18-20
    3 整体设计与理论参数计算  20-27
      3.1 控制系统的误差  20-21
      3.2 各动态指标之间的关系  21-22
      3.3 频率法简介  22
      3.4 典型Ⅰ型系统简介与指标换算  22-23
      3.5 整体参数计算  23-25
      3.6 系统性能校核  25-26
      3.7 放大倍数的分配  26-27
    4 各模块的设计  27-31
      4.1 粗精变换和前置放大模块  27-28
      4.2 相敏解调模块  28-29
      4.3 反馈模块  29-30
      4.4 差分放大模块  30-31
      4.5 电源模块  31
    5 各模块调试  31
    6 整体开环静态调试与初样机制作  31-32
  第3章现场调试  32-35
    1 现场闭环静态调试与正样机制作  32
      1.1 现场闭环调试  32
      1.2 正样机制作  32
    2 现场闭环动态调试  32-33
      2.1 反馈回路的设计问题  32-33
      2.2 开环放大倍数的前后分配问题  33
      2.3 静态性能与动态性能的综合平衡  33
      2.4 小结  33
    3 电路定型、正样机参数与理论参数差异的分析  33-35
  第4章性能分析、检测与结论  35-51
    1 可靠性分析  35-42
      1.1 可靠性分析方法  35
      1.2 改造前电子管电路可靠性分析  35-36
      1.3 改造后晶体管模拟集成电路可靠性分析  36-41
      1.4 整体可靠度分析与比较  41
      1.5 提高可靠性所采取的措施  41-42
    2 维修性分析  42
      2.1 可维修性的重要意义  42
      2.2 维修方法  42
    3 试验大纲  42-45
      3.1 大纲的依据  43
      3.2 试验目的  43
      3.3 试验内容  43
      3.4 试验方法  43-44
      3.5 试验要求  44-45
    4 功能测试  45-46
      4.1 检测方法与内容  45
      4.2 技术要求  45
      4.3 检测结果与分析  45-46
    5 环境试验  46-50
      5.1 高温试验  46-47
      5.2 低温试验  47-48
      5.3 冲击震动试验  48-49
      5.4 潮湿试验报告  49-50
      5.5 试验总结  50
    6 部队使用证明  50
    7 结论  50-51
  第5章数字化系统改造方案设计  51-60
    1 工作任务  51
    2 方案设计  51-52
    3 模块选择与设计  52-59
      3.1 芯片选择的要求  52
      3.2 中央处理单元模块  52-55
      3.3 电流检测与保护模块  55-57
      3.4 速度检测模块  57
      3.5 位置检测模块  57
      3.6 网络接口模块  57-58
      3.7 脉宽调制放大器模块  58
      3.8 驱动模块  58-59
    4 小结  59-60
  第6章总结  60-61
参考文献  61-64
ABSTRACT  64-65
感谢词:  65-66
附录  66-70
  附录1: 查新报告  66-68
  附录2: 标准化审查报告  68
  附录3: 电路原理图  68-70

某机电装置随动控制系统改造

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