基于四元数坐标变换法的火炮身管姿态伺服控制研究

某履带式自行火炮随动系统采用捷联惯性导航装置来检测火炮身管姿态,实现射角射向的高精度控制.为解决火炮随动系统高低向伺服和方位向伺服存在的控制耦合问题,采用四元数法,将捷联惯导测量值与射角射向主令诸元从地理坐标系下转换到车体坐标系下,分别解出方位向和高低向调转误差,通过位置控制器和电机驱动系统完成火炮身管姿态闭环控制.在车体初始姿态分别为水平和倾斜6°条件下进行仿真和试验.结果表明:采用四元数坐标变换法的火炮身管姿态伺服控制系统具有实现简单、调炮平稳、瞄准精确和超调小等技术特点,满足系统设计要求.     

基于C8051F020和RTL8019AS的以太网接口设计

系统采用以太网接口芯片RTL8019AS来实现以太网介质访问层和物理层的所有功能,完成接口层中数据帧的发送与接受,同时采用微控制器C8051F020为核心完成与接口芯片的数据和控制指令交换,并实现TCP/IP协议栈,完成对接收数据的解析提取,从而实现嵌入式设备的以太网远程数据交换。     

数字式高炮身管疵病探测仪的设计

高炮射击时身管疵病会对火炮的射击精度和使用安全造成重大影响,应用光机电控制技术和CCD成像技术,结合炮膛结构特点设计了高炮身管疵病探测仪。该装置通过多摄像头组合,实现了360°全景成像,观察内膛表面形貌,对身管内膛表面进行定性及定量检测,具有疵病自动定位、疵病类型自动比对、大小自动测量等功能。系统可在驱动装置的驱动下沿着身管轴线移动,对炮膛表面疵病进行有效地识别和综合评定。     

基于CAN总线的高炮随动系统模拟器

研制了1种新型的高炮随动系统模拟器。使用1台模拟器通过2路高速CAN总线即可进行高炮随动系统方位和高低的联合同步测试。采用数字式正弦机产生高精度的阶跃、等速和正弦等信号,并通过引导函数使等速、正弦信号的位移及速度平滑过渡;采用图形显控终端实现正弦机控制、数据采集与处理、跟踪曲线动态显示及误差统计分析。实际应用表明,该模拟器设计合理,工作可靠,操作方便,能满足随动系统调试、验收的各项要求,具有较高的应用与推广价值。     

基于DSP2812的火炮随动控制系统设计

设计了某大口径火炮随动控制系统,该系统以TI公司的TMS320F2812辅以外围电路,构成嵌入式随动系统控制器,采用先进的PID控制算法,以CAN为通信总线实现位置闭环,通过RS232串口通信与PC机实现通信,实时监控火炮姿态。该设计不仅充分发挥了DSP的处理速度快、适合复杂算法的特点,保证了整体系统的实时性,而且应用PC机实现了强大的监控与图形显示功能。该系统响应快,过渡过程时间短,且超调量小,振荡次数少,输出与输入之间的误差小,兼顾了系统的动态品质和静态品质。     

基于STM32的列车噪声数据采集系统

介绍了一种基于STM32微处理器的高性能、多通道列车噪声数据采集系统,阐述了系统硬件、软件设计方案。STM32微控制器外接了A/D芯片用以扩展通道数量,通过可变静态存储控制器FSMC连接NAND Flash实现大容量数据的存储,并通过扩展USB通信接口实现与上位机的连接。克服了现有列车噪声采集系统的不便携、可扩展性差、价格昂贵等不足。系统具有功耗低、性价比高、实时性强等特点。     

基于ARM7的瞄具操控台设计

针对该瞄具操控台采用CAN总线与瞄具系统中其他设备进行数据通讯,且通讯数据信息量大,实时性要求高的特点,在设计过程中采用了基于ARM7内核的32位LPC2119微控制器搭建的嵌入式系统.主要利用微控制器内建的CAN控制器以及LED数码管显示及键盘接口专用芯片BC7281,实现了CAN总线的通信和数据的显示及设定等人机数据交换功能.本系统硬件电路简单,可靠性高,便于维护.软件采用了实时操作系统作为开发平台,用多任务方式优化了系统应用软件,提高了系统的稳定性和实时性.     

某链式炮随动控制器设计与实现

链式炮随动系统要求控制器具有高实时性和稳定性,设计一种基于双DSP架构的随动控制器,采用并行处理软件提高系统实时性。针对指标对伺服系统性能要求,采用非线性前馈速度控制器控制随动系统,试验效果证明性能有较大提高。     

基于无线收发芯片nRF905的矿工定位模块

煤炭开采的过程危险性比较大,需要建立一套矿井人员跟踪定位通信系统,矿工定位系统的构成包括信息综合处理中心站、信息采集传输节点、便携式无线收发器和系统数据传输CAN总线。其中,使用新华龙的C8051F系列单片机作为控制器,与nRF905芯片搭建成的便携式无线收发定位模块可以实现对矿工人员的位置分布以及活动情况的实时监测的功能。     

基于以太网的自行高炮模拟训练系统平台

介绍了一种基于以太网的自行高炮模拟训练系统。通过以太网内互联的多台PC机实现系统的不同功能,并采用UDP网络通信协议完成各计算机间数据的实时交换,在PC平台上实现了整个自行高炮训练系统的模拟仿真。详述了系统的组成结构、工作过程、各子系统主要功能的实现方法及其之间的数据通信过程。     

基于分数阶控制的火炮伺服系统

针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求,提出一种分数阶 PIλ控制器的设计方法。建立火炮伺服系统的数学模型,分析分数阶位置控制器结构,基于相位裕度、截止频率、低频段精度点、振荡度指标等约束条件,提出并推导了进行参数整定的分数阶控制器综合设计方法。仿真结果和实验结果表明：该分数阶控制器使得伺服系统具有控制精度高、频带宽、鲁棒性强等显著特点,为防空火炮伺服系统设计提供了一种新方法。     

基于ARM 的国产化以太网交换机设计

为解决以太网交换机在火炮综合电子系统中的环境适配性问题并满足国产化设计要求,基于国产ARM架构微控制器芯片GD32F407与交换芯片JEM5396A设计一款千兆二层网络交换机.通过Flotherm软件完成交换机热设计并仿真验证其合理性;制作出实物样机、编写驱动软件并完成调试、高温工作与性能测试.测试结果表明:该交换机可以在高温条件下正常工作,达到了设计指标,满足国产化与自主可控的要求.     

基于并行控制的交流伺服系统控制

针对一般的大口径火箭炮交流伺服系统调控方法难以达到较好性能的问题,提出一种RBF神经网络-单神经元PID自校正控制方法.针对上述算法自适应能力不强的问题,引入一种并行复合控制策略,以RBF神经网络和单神经元PID做并行控制,通过半实物仿真分别对RBF神经网络PID自校正控制器和并行复合控制器的性能进行试验验证.仿真结果表明:采用并行复合控制的火箭炮伺服系统反应速度更快、稳定性更强、精度更高,能够更好地满足火箭炮交流伺服系统的性能指标要求.     

基于干扰观测器的电液位置伺服系统跟踪控制

针对电液位置伺服系统存在匹配和不匹配模型不确定性的问题,提出一种基于滑模的模型不确定性补偿控制策略。通过设计滑模观测器估计电液位置伺服系统的匹配和不匹配模型不确定性,以在控制器设计中将其补偿,有效地削减控制器不连续项增益。将观测器滑模面引入到控制器滑模面中构造新的控制器滑模面,消除不确定性的估计误差,以保证控制器良好的动态性能。此外,不使用系统加速度信息,以降低可测噪声对跟踪性能的恶化。通过Lyapunov稳定性理论验证了闭环系统的全局稳定性。仿真结果显示,与积分滑模控制策略相比,所提方法能够补偿电液位置伺服系统中存在的匹配和不匹配模型不确定性,同时削弱滑模控制的抖振,具有良好的跟踪性能和较强的鲁棒性。     

基于光学测角及CAN 技术的综合检测仪系统

针对某炮兵侦察车通信链路单体设备多、检测定位困难与伺服系统结构复杂、控制精度要求高等特点,设计一种集CAN通信网络、升降调平机构及伺服平台转角精度为一体的便携式综合检测仪。给出综合检测仪系统设计方案,从原理、组成、应用等方面对其进行分析。结果表明：该检测仪能对CAN通信网络、伺服系统、升降调平机构出现的故障进行快速诊断,及时发现和解决系统出现的相关问题,在部队基层级维修保障和科研院所的实际运用中得到一致好评。     

一种新型灾难救援四轴航拍飞行器设计

为解决我国灾后搜救困难问题,设计了一种新型灾难救援四轴航拍飞行器。采用GPS卫星定位,控制系统以STM32为主控核心,控制算法采用PID控制,硬件主要包括、电机调速模块、姿态检测模块、超声波测距模块、人体红外传感器模块、GPS模块、摄像和无线遥控模块。通过飞行测试验证了设计的四轴航拍飞行器可行性及系统性能。实现了无线遥控以及远程视频传输。     

火控光电仪伺服系统的研制

以宽调速直流力矩电机为执行元件,光电平台为负载的火控仪伺服系统由供电、主电路、系统调节、伺服机构、智能控制器等模块组成.系统以智能功率模块(IPM)构成主电路,以TM320F240为控制核心组成高精度火控仪伺服系统.其控制系统包括电流环、速度环、系统捕获、目标跟踪等技术.实验表明该研制达到了预期目标,具有适用价值.     

基于分数阶控制的防空火炮伺服系统研究

针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求,本文提出了一种分数阶控制器的设计方法。建立了火炮伺服系统的数学模型,分析了分数阶位置控制器结构,提出并推导了基于相位裕度、截止频率、低频段精度点、振荡度指标等约束条件来进行参数整定的分数阶控制器综合设计方法。仿真结果和实验结果表明,本文所设计的分数阶控制器使得伺服系统具有控制精度高、频带宽、鲁棒性强等显著特点,这为防空火炮伺服系统设计提供了一种新方法。     

基于GA-RBF 算法的FUZZY-RBF 交流伺服系统控制

针对某火箭破障武器交流伺服系统的不确定性和非线性等问题,设计基于GA-RBF算法的FUZZY-RBF神经网路控制方法.将GA算法和RBF神经网络结合起来作为系统辨识器用来优化FUZZY-RBF控制器的权值、节点和中心矢量等参数,并通过半实物仿真实验进行验证.半实物仿真结果表明:该控制策略能满足某火箭破障武器精度控制指标,保证其交流伺服系统控制的精度和稳定性,具有很强的自适应性和鲁棒性.     

基于WNN 参数整定的ADRC 在火箭炮伺服系统中的应用

针对多管火箭炮交流伺服系统存在变负载、强耦合和不确定性扰动等非线性问题,提出一种优化型小波 神经网络自抗扰控制器(WNN-ADRC)。简化电流环节得到被控系统的数学模型,将小波神经网络(wavelet neural network,WNN)嵌入自抗扰控制器中进行参数整定,利用分层调整学习速率的方法优化小波神经网络的学习算法得 到WNN-ADRC,采用WNN-ADRC 控制火箭炮伺服系统,实现对非线性特性的精准估计和补偿。数值仿真结果表 明：相对于传统的自抗扰控制器,WNN-ADRC 能改善伺服系统的静态响应和动态性能,具有响应速度快、控制精 度高的优点。