文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
电动舵机计算机分布式控制系统设计
姓名:吴英俊
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信工程
指导教师:严卫生;马晓梅
20050101
西北下业大学硕士学位论文摘要
摘要
近年来,随着国防事业的蓬勃发展和各种先进的精确制导武器的研制发展,
人们对舵机系统的整体性能要求越来越高。为了提高航行器的机动能力以完成
更复杂的任务,就必须进一步研制开发一种高性能的电动舵机伺服系统,以使
其能够准确快速地控制舵机的转角,最大程度地实现电动舵机的动态性能。同
时,随着计算机通讯的发展,计算机分布式控制系统也己走进了大系统过
程控制领域,若在航行器上实现计算机分布式控制,将可以大大提升系统的控
制性能。
本论文的目的就是通过调研,设计一套高度自动化、高性能的变结构舵机
伺服系统,基于计算机分布式控制思想并利用总线技术完成舵机伺服系统
与中央计算机及其它功能节点的信息交互,进而达到保证舵机系统高动态性能
的目的。
本文的主要工作有以下几个方面
根据系统总体设计要求,基于总线和计算机分布式控制思想,
进行舵机伺服系统总体方案设计,并进行了论证确定。
总线通信系统的软、硬件设计分别进行通信模块的设计、指令
生成模块的设计以及通信控制软件的设计。
舵机伺服系统的设计对控制对象电动舵机进行建模根据变结构
控制规律,完成变结构控制器的设计并进行系统仿真。
对系统测试结果进行分析和总结,提供一套可靠、高性能的舵机伺
服系统产品。
关键词舵机现场总线计算机分布式控制系统
西北工业大学硕十学位论文摘要
, ,
西北「业大学硕士学位论文第一章绪论
第一章绪论
论文研究的背景和目的
舵机伺服系统是一种能将电能转换为机械能的装置,它能自动地完成能量
转换和控制所需要的信息处理。随着国防事业的蓬勃发展,对航行器更高性能
的不断追求,促使舵机向着体积、重量不断减小,承载能力不断增强,控制性
能不断提高的方向发展。近年来,电动舵机以其简单可靠、成木低、易于控制
等特性引起了人们的广泛注意和深入研究,并且得到了广泛应用。但是由于受
到现有的功率元件的限制,对于大功率电动舵机缺乏有效的驱动加之采用模拟
控制的方法,使得舵机伺服系统不能完全体现舵机的性能,存在振荡、超调量
大、精度低、抗干扰能力差、连线复杂等缺点。为了提高航行器的机动能力,
使其完成更复杂的任务,就必须进一步研制开发高性能的电动舵机伺服系统,
它能够准确快速地控制舵机的转角,最大程度地实现电动舵机的动态性能如延
迟时间、上升时间和超调量,通频带特性以及可靠性等。
在匕世纪年代,过程控制进入计算机集中式控制过程,在这一阶段整个
系统的控制、监控协调等都依赖于一台计算机,如果计算机出现故障,整个系
统将崩溃。所以整个系统的性能依赖于计算机及其软件的性能和可靠性。
随着计算机的快速发展与应用,现场总线技术进入过程控制领域,掀起了
一场新的过程控制的技术革命。同时,计算机分布式控制系统走进了大系
统过程控制领域。所谓计算机分布式控制系统就是将,个大系统分成许多小系
统,通过分别设计小系统的控制器,执行独立部分的控制,通过协调计算机来
实现小系统的祸合作用,通过监督计算机来监控系统的工作状态,最终达到整
个系统的最优控制。这种控制思想具有计算机集中式控制系统无法比拟的优越
险
通过系统的分解,使一个大系统控制设计转变成若干个小系统的设
计,降低了系统设计的难度
由于功能的分散,使系统的危险也得到分散,使得原先可能导致整个
西北「业大学硕士学位论文第一章绪论
第一章绪论
论文研究的背景和目的
舵机伺服系统是一种能将电能转换为机械能的装置,它能自动地完成能量
转换和控制所需要的信息处理。随着国防事业的蓬勃发展,对航行器更高性能
的不断追求,促使舵机向着体积、重量不断减小,承载能力不断增强,控制性
能不断提高的方向发展。近年来,电动舵机以其简单可靠、成木低、易于控制
等特性引起了人们的广泛注意和深入研究,并且得到了广泛应用。但是由于受
到现有的功率元件的限制,对于大功率电动舵机缺乏有效的驱动加之采用模拟
控制的方法,使得舵机伺服系统不能完全体现舵机的性能,存在振荡、超调量
大、精度低、抗干扰能力差、连线复杂等缺点。为了提高航行器的机动能力,
使其完成更复杂的任务,就必须进一步研制开发高性能的电动舵机伺服系统,
它能够准确快速地控制舵机的转角,最大程度地实现电动舵机的动态