基于FPGA的惯性平台嵌入式调平系统设计

嵌入式调平系统是惯性平台"三自(自主功能检测、自主误差标定、自主初始对准)"技术发展首先要解决的问题。在深入研究了某型号惯性平台调平原理的基础上,设计了1套全新的嵌入式调平系统。该系统主要是通过AD650采集失调电压信号,然后送入FPGA进行分析处理,最后通过施矩施矩电路的工作来实现惯性平台的调平。实验表明此系统不仅能够满足调平系统的各项指标要求,而且具有体积小,成本低,自动化程度高等优点,适用于多种类型的惯性平台。

半球谐振陀螺平台调平系统设计及仿真

针对半球谐振陀螺平台调平时容易受到各种随机干扰的影响以及为了提高调平的抗干扰能力,基于动态规划方法设计了平台调平系统的随机最优控制算法,使平台调平系统具有极强的抗干扰能力。针对实现中存在的计算量过大问题,采用变量替换法将平台调平系统状态方程转换为完全信息情形,减小了计算量,简化了设计。为了提高调平精度,通过在平台调平控制信号中增加加速度计零位偏置修正量的方式提高了调平精度。初步仿真结果验证了上述方法的有效性。

一种惯性平台自动调平系统的设计

为了缩短惯性平台的调平时间提高调平的精度,本文首先建立了平台的数学模型,在此基础上建立了基于PID(Propor-tional-Integral-Derivative)神经元网络控制的平台调平系统,该系统主要由水平传感器、PID神经网络控制器、D/A和A/D转换模块、变频器和电机组成,四条支腿同时升高调平。仿真结果表明,在x方向和y方向水平偏差角度分别不超过2°时,调平时间小于50s,调平精度小于2,调平过程中平台稳定,无虚腿现象,实现了机电式四点调平。经过长期使用,系统运行稳定,可靠性高。该控制器可应用于不同的调平系统中。

惯性平台调平回路的自抗扰控制

针对惯性平台调平回路的设计要求,研究了惯性平台调平回路自抗扰控制的设计,并进行了计算机仿真。结果表明,自抗扰控制方案具有快速,无超调的特点,而且在干扰力矩下,动态误差小。采用自抗扰控制器提高了惯性平台调平时的可靠性和精度,是一种应用在实际平台系统中理想的控制器。

基于单神经元自整定PID的稳定平台调平控制

稳定平台调平回路大多采用PID进行控制,但这种算法具有抗干扰性能不高的问题,利用神经网络具有自学习、自组织、联想记忆和并行处理的功能和优势,设计了单神经元自整定PID控制算法。该控制算法不仅结构简单,而且适应性强,鲁棒性强。在设计中,采用了一种改良的Hebb学习算法对稳定平台调平回路进行控制。最后的仿真结果表明,单神经元自整定PID控制算法比传统PID控制算法在很多指标上都要好。尤其超调量、干扰抑制能力、过渡时间等动态指标非常优秀,是一种较为理想的控制算法,可以推广应用于各类稳定平台系统。

基于Fuzzy—PID嵌入式平台调平控制器设计

为提高惯性平台调平精度、缩短调平时间，采用FPGA嵌入式技术，运用Fuzzy-PID控制算法，设计完成了平台调平控制器设计；通过电压一频率转换电路将平台加速度计输出的误差电压信号转换为成比例的脉冲串，FPGA对脉冲进行计数，通过内部的Fuzzy--PID控制逻辑，输出占空比可调的PWM波控制作用于陀螺力矩的脉冲电流，实现平台精确调平；实验结果表明该调平控制器能够实现平台全工作角度范围内（-60°～60°）调平，且调平精度小于2角分，调平时间小于10s，相较现有武器系统，调平精度提高10％，调平时间缩短30％。

磁悬浮惯性稳定平台硬件设计与实现

本文介绍磁悬浮惯性稳定平台的工作原理。提出了惯性稳定平台的硬件电路总体设计方案,设计了以FPGA+DSP为核心的硬件控制系统。描述了硬件系统的组成,数字电路系统和模拟电路系统,并分别介绍各个电路系统的组成部分以及功能。详细描述了旋转变压器的设计、控制系统设计和电机驱动设计过程。