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飞行器仿真器伺服系统控制及参数整定技术

作　者: 洪文静
导　师: 陈海清
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 飞行器仿真器伺服系统串口通信 PID参数整定
分类号: V249.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

飞行器仿真器是一种半实物仿真装置,能够模拟研究对象的飞行运动,对研究对象的光谱特性、相对距离变化以及可能出现的干扰信号等特征信息进行高精度的仿真。本论文主要研究飞行器仿真器伺服系统的串口通信及PID参数整定的相关方法和技术。串口通信成本低廉、稳定性高,是一种发展成熟且应用广泛的通信方式,可以考虑将其作为飞行器仿真器伺服系统的通信方式。PID参数的整定是指选择合适的比例系数、积分时间和微分时间,使得伺服系统工作在最佳状态。参数整定技术对于控制系统有非常重要的意义。PID整定方法一般可以分为理论计算法和工程整定法两大类。在简单讲述了半实物仿真技术与飞行器仿真器的背景之后,本论文从伺服系统的四个组成部分——指令部件、控制部件、执行部件及反馈部件出发,详细阐述了飞行器仿真器伺服系统的选型,然后介绍了飞行器仿真器伺服系统的串口通信及参数整定技术。在串口通信部分,介绍了可以支持驱动器与电机进行串口通信的Bakery ASCII接口,并讲述了在VC++环境下使用MSComm控件实现串口通信的具体方法。在参数整定部分,首先对伺服系统所使用的直流电机的传递函数进行计算,然后分别运用Z-N经典公式、Cohen-Coon算法及设定点最优算法对飞行器仿真器的驱动器进行参数整定,并应用MATLAB比较和分析了不同算法的整定结果。此外,还介绍了临界比例度法、试凑法、衰减曲线法等三种工程整定法,以及运用CME软件进行自动整定的步骤。最后对所做的工作进行了总结。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 飞行器仿真器的研究意义  9
  1.2 伺服系统概述  9-10
  1.3 PID 参数整定  10
  1.4 本论文章节安排  10-12
2 飞行器仿真器的伺服系统设计  12-22
  2.1 控制系统结构的确定  12-14
  2.2 执行部件选型  14-17
  2.3 控制部件选型  17-18
  2.4 反馈部件选型  18-19
  2.5 指令部件与控制部件的连接方式  19-20
  2.6 本章小结  20-22
3 串口通信  22-32
  3.1 串口通信的概念  22-23
  3.2 Bakery ASCII 接口  23-28
  3.3 串行口驱动测试的实现  28-31
  3.4 本章小结  31-32
4 参数整定技术  32-56
  4.1 PID 控制器  32-34
  4.2 用理论法整定仿真器的参数  34-51
  4.3 用工程法整定仿真器的参数  51-53
  4.4 利用CME 软件自动整定参数  53-54
  4.5 本章小结  54-56
5 总结与展望  56-58
  5.1 研究成果总结  56
  5.2 工作展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

飞行器仿真器伺服系统控制及参数整定技术

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