高端机电装备随动控制系统设计

本书结合作者团队近年来在机电伺服系统随动控制领域的研究成果，对高端机电装备随动控制技术进行了系统的阐述和讨论，主要内容包括：机电装备随动系统组成、工作原理和发展趋势；机电装备随动系统结构方案设计；机电装备随动系统信息源；机电装备随动系统经典控制策略设计；机电装备随动系统自抗扰控制策略设计；机电装备随动系统自适应鲁棒控制策略设计；机电装备随动系统滑模控制策略设计；机电装备随动系统智能控制策略设计；机电装备随动系统通信方式；机电装备随动控制器软硬件设计以及机电装备随动控制系统实验等内容。本书可作为机械电子工程相关专业方向的高年级本科生和研究生教材，也可供从事机电装备随动系统领域技术管理、科研、生产的人员参考。

   第1章绪论

1.1火箭发射技术的发展

1.2火箭炮随动系统简介

1.2.1火箭炮随动系统的组成

1.2.2火箭炮随动系统工作原理

1.3火箭炮随动技术的发展与趋势

1.3.1火箭炮随动控制技术的发展

1.3.2火箭炮随动系统非线性补偿方法的发展

1.3.3火箭炮随动技术的发展趋势

1.4本书主要内容

参考文献




第2章火箭炮随动控制系统总体设计

2.1稳定性与闭环控制系统

2.2火箭炮随动系统性能要求

2.2.1控制精度

2.2.2瞬态响应特性

2.2.3灵敏度

2.2.4抗干扰性

2.3火箭炮随动转塔的结构设计

2.3.1火箭炮随动系统总体结构

2.3.2火箭炮随动系统方位回转传动机构

2.3.3火箭炮随动系统俯仰回转传动机构

2.3.4储运发射箱

2.3.5方位、俯仰传动系统电机与减速器

2.4火箭炮随动系统参数计算

2.5火箭炮随动系统元器件选型

2.5.1电机与减速器的选型

2.5.2传感器的选型

2.6本章小结

参考文献




第3章火箭炮随动系统信息源

3.1光电编码器

3.1.1绝对式编码器

3.1.2增量式编码器

3.2旋转变压器

3.2.1旋转变压器的工作原理

3.2.2旋转变压器的信号采集与处理

3.2.3旋转变压器的主要参数

3.3本章小结

参考文献




第4章火箭炮随动系统经典控制策略设计

4.1基于传递函数的火箭炮随动系统数学模型

4.1.1火箭炮方位与俯仰两轴系统运动方程

4.1.2火箭炮执行器数学模型

4.1.3火箭炮随动系统数学模型

4.2火箭炮随动系统PID控制

4.2.1PID控制原理

4.2.2PID与前馈复合控制原理

4.2.3火箭炮随动系统阶跃响应性能分析

4.2.4火箭炮随动系统正弦响应性能分析

4.2.5仿真分析

4.3本章小结

参考文献




第5章火箭炮随动系统自抗扰控制策略设计

5.1自抗扰控制理论

5.1.1抗扰范式

5.1.2跟踪微分器

5.1.3扩张状态观测器

5.1.4自抗扰控制器组成

5.1.5线性扩张状态观测器

5.1.6稳定性分析

5.2火箭炮随动系统自抗扰控制

5.2.1简化模型的抗干扰控制器设计

5.2.2惯性近似模型的控制器设计

5.2.3反馈控制器u0的设计

5.2.4微分跟踪器设计

5.3仿真分析

5.3.1阶跃响应

5.3.2斜坡跟踪

5.3.3正弦跟踪

5.4本章小结

参考文献




第6章火箭炮随动系统自适应鲁棒控制策略设计

6.1自适应鲁棒控制理论

6.1.1问题描述

6.1.2反馈线性化

6.1.3自适应控制

6.1.4鲁棒控制

6.1.5自适应鲁棒控制

6.2基于状态方程的火箭炮随动系统数学模型

6.2.1火箭炮随动系统非线性数学模型

6.2.2系统状态空间模型

6.3火箭炮随动系统自适应鲁棒控制

6.3.1自适应律的不连续映射

6.3.2控制器设计

6.3.3输出微分观测器

6.3.4仿真结果与分析

6.4基于线性扩张状态观测器的自适应鲁棒控制器设计

6.4.1线性扩张状态观测器设计

6.4.2控制器设计

6.4.3仿真结果与分析

6.5本章小结

参考文献




第7章火箭炮随动系统滑模控制策略设计

7.1滑模变结构控制理论

7.1.1基本概念

7.1.2滑模控制律

7.1.3稳定性理论

7.2火箭炮滑模变结构控制器设计

7.2.1反推滑模控制器的设计

7.2.2基于上界估计的反推滑模控制器设计

7.2.3仿真分析

7.3本章小结

参考文献




第8章火箭炮随动系统智能控制策略设计

8.1神经网络理论基础

8.1.1神经网络原理

8.1.2神经网络学习算法

8.1.3典型神经网络

8.2基于神经网络在线调参的智能PID控制

8.2.1控制器结构

8.2.2仿真分析

8.3基于神经网络的自适应鲁棒控制器设计

8.3.1针对时变扰动的神经网络观测器设计

8.3.2基于神经网络观测器的ARC控制器设计

8.3.3稳定性分析

8.3.4仿真分析

8.4本章小结

参考文献




第9章火箭炮随动系统通信方式

9.1串口通信

9.1.1通信的基本概念

9.1.2串口通信的工作方式

9.1.3串口电路的连接方式

9.1.4串口通信的数据格式

9.2CAN总线通信

9.2.1CAN总线的基本概念

9.2.2CAN总线协议概述

9.2.3CAN总线物理层

9.2.4CAN总线数据链路层

9.2.5CAN总线应用层

9.3以太网通信

9.3.1以太网技术

9.3.2以太网工作原理

9.3.3以太网物理层

9.3.4以太网数据链路层

9.3.5以太网网络层协议

9.3.6以太网运输层协议

9.3.7以太网应用层协议

9.4本章小结

参考文献




第10章火箭炮随动控制器软硬件设计

10.1控制器处理器简介

10.1.1处理器内核结构

10.1.2存储器结构

10.1.3中断系统

10.2软件开发环境与过程简介

10.2.1了解CCS6.0的布局和结构

10.2.2完整工程的构建

10.2.3用C语言操作DSP的寄存器

10.2.4寄存器文件的空间分配

10.3基于DSP的随动控制器硬件设计

10.3.1电源转换模块

10.3.2DSP最小系统电路

10.3.3以太网通信模块

10.3.4励磁电路模块

10.3.5RDC模块

10.3.6CAN总线通信模块

10.3.7D/A模块

10.3.8串口通信电路设计

10.4基于DSP的随动控制器软件设计

10.4.1主程序设计

10.4.2定时器中断程序设计

10.4.3串口通信模块

10.4.4CAN中断模块

10.4.5以太网通信模块

10.5本章小结

参考文献




第11章基于DSP的火箭炮随动控制系统实验

11.1实验系统介绍

11.2随动控制器代码实现

11.2.1数据结构定义

11.2.2主程序设计

11.2.3定时器中断服务程序设计

11.2.4PID控制程序设计

11.2.5串口中断服务程序设计

11.2.6DA输出程序设计

11.3实验结果

11.3.1阶跃信号跟踪实验

11.3.2系统斜坡响应特性分析

11.3.3正弦信号跟踪实验

11.4本章小结

附录非线性控制理论基础

1.1数学基础

1.2非线性系统相关控制理论

1.3反推控制方法

1.4速度模式与转矩模式下随动系统数学模型等效性说明