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基于DSP的陀螺仪振动分析系统的设计

作　者: 陈彬
导　师: 尤传富
学　校: 长春工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 陀螺仪位置伺服控制系统 DSP 神经网络直流伺服电机
分类号: U666.153
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

陀螺仪振动测试及分析系统是天津市中国船舶重工集团公司第707研究所因科研生产需要而委托长春工业大学的研究课题。本文的研究内容是对陀螺仪振动信号采集的硬件部分进行分析与设计,重点是基于DSP的陀螺仪位置伺服系统的控制。论文在简单阐述了整个系统测试对象动力调谐陀螺仪的前提下提出了本文的研究重点与内容。首先介绍位置伺服系统的主要控制策略神经网络PID参数控制算法。其次在直流伺服电机的工作原理和数学模型基础上,选用了位置、速度双闭环的直流伺服控制系统。其中,速度调节环和位置调节环分别采用了PI控制器和神经PID控制器。对直流伺服控制系统的双闭环控制来说,控制器的设计至关重要。传统PID整定结果往往不是最优值,难以满足实际控制的要求,本文以神经网络PID为基础,设计了基于神经网络PID的控制器。硬件部分选用TI公司TMS320LF2407 DSP微处理器作为主控芯片,LMD18200作为功率驱动模块,电涡流传感器作为位置反馈单元。硬件设计可靠、高效、集成度高。本文在MATLAB平台的基础上,对直流伺服系统的基于神经网络PID控制器进行仿真分析。仿真结果表明,本文所提出的设计方法可以有效的用于陀螺仪位置伺服系统的控制。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-11
  1.1 课题的来源及意义  6
  1.2 陀螺仪振动分析系统的研究及分析  6-8
  1.3 伺服电机的控制策略  8-9
  1.4 主要工作  9-11
第二章神经网络控制基本原理  11-18
  2.1 神经网络概述  11-12
  2.2 神经网络控制的基本内容  12-14
  2.3 BP神经网络的结构及算法  14-16
  2.4 BP神经网络的设计  16-17
  2.5 本章小结  17-18
第三章伺服电机的工作原理及选型  18-24
  3.1 伺服电机概述  18
  3.2 直流伺服电机的原理及特点  18-19
  3.3 直流伺服电机的选型  19-23
  3.4 本章小结  23-24
第四章神经网络PID在陀螺仪伺服系统中的应用  24-32
  4.1 基于BP神经网络的PID控制原理  24
  4.2 神经网络PID控制器的结构  24-25
  4.3 BP神经网络的PID控制算法  25-28
  4.4 神经网络PID应用于直流伺服电机中的仿真试验  28-31
  4.5 本章小结  31-32
第五章陀螺仪振动分析系统设计  32-54
  5.1 伺服系统的基本结构及要求  32-33
  5.2 陀螺仪位置伺服控制系统的硬件实现  33-46
  5.3 陀螺仪位置伺服控制系统的软件设计  46-53
  5.4 本章小结  53-54
结论  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-58
作者简介  58
攻读学位期间的研究成果  58-59

基于DSP的陀螺仪振动分析系统的设计

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