基于AVR单片机的随动系统位置控制器设计(2)
2.5.1 电流环 PI 综合设计 ,,. 13
2.5.2 速度环 PI 综合设计 ,,. 15
2.5.3 位置环 P 综合设计 ,,. 16
3 硬件电路设计 , , , , 17
3.1 单片机模块 ,,. 17
3.2 电源电路的设计 . 20
3.3 晶振电路的设计 . 21
3.4 复位电路的设计 . 22
3.5 MAX232 串口电路设计 ,. 22
3.6 AD 转换滤波线路的设计 . 23
3.7 数码管及 LED 模块 ,,. 24
3.8 蜂鸣器驱动电路 . 25
3.9 J TAG 仿真接口设计 ,, 25
3.10 I2C 读写 EEPROM 存储电路 , 25
3.11 DA 转换电路 , 26
4 软件设计 ,,. ,,. ,,. ,,. 27
4.1 软件流程图 ,,. 27
4.2 串口通讯 . 27
4.3 AD 转换 , 28
4.4 PID 算法控制 , 29
4.5 DA 转换 , 29
5 实验 ,. ,. ,. ,. 30
5.1 实验目的 . 30
5.2 试验系统的组成 . 30
5 . 3 随动系统位置控制实验 31本科毕业设计说明书（论文） 第 II 页 共 II 页
5.3.1 随动系统位置控制实验设计指标 31
5.3.2 随动系统实验方案设计 . 31
5.3.3 随动系统速度阶跃调转实验 ,. 32
5.3.4 随动系统等速跟踪实验 . 32
5.3.5 随动系统正弦跟踪实验 . 33
5.4 实验总结 . 33
结 论 ,,. ,,. ,,. ,,. 35
1 工作总结 ,. 35
2 展望 35
致 谢 ,,. ,,. ,,. ,,. 36
参 考 文 献 ,,. ,,. ,,. ,,. 37本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 3 7 页
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论
1.1 1.1 1.1 1.1 课题研究背景 课题研究背景 课题研究背景 课题研究背景
发射装置伺服系统具有大转动惯量的特点，要求有较高的控制精度和响应速度。根据某
发射装置的性能要求，本文以发射装置伺服系统为研究对象，以研究高性能的伺服系统为目
标。
发射装置伺服系统，由于其本身带负载的变化以及发射时的发射架高低、方向位置的不
同，系统本身是一个大惯量、变负载、强冲击的随动系统，而且发射装置在工作过程中受到
多种干扰因素的影响 [1,2,3]
。 按设计要求,要保证在大惯量 、 负载变化和外界严重干扰等恶劣情
况下，使整个系统的响应速度快、超调量小、跟踪精度高。常规的 PID 控制由于控制器的结
构和参数固定，很难满足发射装置伺服系统动态和稳态指标的要求。解决在恶劣环境下发射
装置的高速高精度跟踪和发射是实现现代发射任务的重要保障。
针对新时期现代发射装置的发展要求，同时结合其发射技术，考虑到发射装置自身的特
点，即发射装置跟踪瞄准时不平衡力矩的存在以及转动惯量的大范围变化和发射时燃气流冲
击干扰力矩的作用等特点 [2]
。 为了实现发射装置的高精度射击,强密度覆盖以及快速的机动反
应等要求，必须提高发射装置位置伺服系统的强鲁棒性设计，这样才能有效发挥发射装置系
统的威力和提高发射装置系统防空反导的命中概率。
本课题研究结合某国防预研重点项目，对发射装置位置伺服系统展开研究。通过机电一
体化设计实现发射装置的准确跟踪、快速定位。通过新型智能控制策略的引入和设计来提高
发射装置位置伺服系统的鲁棒性和抗干扰能力 。 从而实现该发射装置系统的快速高精度跟踪 、
定位。本课题所研究的发射装置伺服系统是以永磁同步伺服电机为核心的交流伺服系统。
1.2 1.2 1.2 1.2 国内外研究现状及发展趋势 国内外研究现状及发展趋势 国内外研究现状及发展趋势 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 随动系统发展及应用
随动系统是自动控制系统中的一类,1934 年第一次提出了伺服机构 （ Servomechanism ） ，