空中机动目标运动模拟器系统设计

论文题目: 空中机动目标运动模拟器系统设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 廖凤依

导师: 钱龙军

关键词: 半实物仿真,运动目标模拟器,控制,单片机

文献来源: 南京理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 运动目标模拟器是火控目标跟踪半实物仿真系统中的一个重要装置。它给跟踪系统提供一个研究的对象，在实验室环境内，利用模拟器模拟空中目标各种方式的运动，可以对火控跟踪系统的捕捉目标能力、跟踪目标能力和动态性能进行测试和评估。首先，在参考国内外文献的基础上，叙述了半实物仿真在火控系统研究中的重要性，及相关的伺服系统控制技术，介绍了构成此伺服系统所涉及的软件及硬件。介绍了目标模拟器系统的结构，根据其对伺服系统的运动控制要求，确定了系统的总体设计方案，并对主要器件进行选型。建立了伺服系统的数学模型，采用MSP430F149单片机和可编程序芯片实现了目标模拟器系统的闭环控制，硬件设计中重点考虑了单片机与外围电路的接口问题，包括电平转换和数据采集及控制量的输出。分析了RS-485串行通讯的技术特点及解决了该实现方式中存在的电平不匹配问题。最后阐述了系统软件结构组成，完成了系统初始化，数据和状态量输入及控制量输出软件。根据自定的上下位机通信协议，实现了串口通信模块。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究目的和意义

1.1.1 火力控制系统概述

1.1.2 研究目标运动模拟器的目的和意义

1.2 运动模拟器系统涉及的硬件和软件平台

1.2.1 单片机为核心的硬件系统

1.2.2 软件设计环境

1.3 本论文主要内容

2 目标模拟器系统总体设计

2.1 实际航路向仿真航路转化

2.1.1 匀速直线航路

2.1.2 直升机航路

2.2 系统技术指标

2.3 方案设计

2.3.1 机械系统设计

2.3.2 驱动方案选择

2.3.3 极限开关

2.4 电机伺服控制系统功能及组成

2.5 位置信号的获取

3 目标模拟器系统建模

3.1 模拟器伺服系统建模

4 伺服控制器硬件设计

4.1 电平转换环节

4.2 单片机环节

4.3 开关量输入环节

4.4 位移量输入环节

4.4.1 FPGA设计方案

4.4.2 辨向细分电路设计

4.4.3 可逆计数器设计

4.4.4 接口电路设计

4.4.5 设计仿真和实现

4.5 控制量输出环节

4.6 通讯环节

4.6.1 MSP430串行通信的特点

4.6.2 RS-485通信接口芯片MAX1480B

4.6.3 存在的问题及解决方案

5 系统软件设计

5.1 上位机软件设计

5.1.1 上位机的主要功能

5.1.2 上位机软件结构介绍

5.2 下位机软件设计

5.2.1 控制系统软件组成

5.2.2 初始化程序

5.2.3 状态量输入单元

5.2.4 控制算法单元

5.2.5 控制量输出单元

5.2.6 通信接口程序设计

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录: 部分程序代码

发布时间: 2006-12-06

参考文献

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空中机动目标运动模拟器系统设计

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