一種高穩(wěn)定度掃描驅動控制系統的設計與實現.pdf

1、微波輻射計是氣象衛(wèi)星上的核心星載儀器，要從氣象衛(wèi)星獲得高質量的圖像，實現對地或大氣等的精確觀測，必須實現對微波輻射計掃描運動的高精度控制。本論文就微波輻射計的掃描驅動控制技術進行研究，主要任務是設計一個基于永磁同步電機的掃描驅動控制系統地面實驗平臺，保證電機以高穩(wěn)定度驅動平臺旋轉，相關硬件選型以載荷研制單位全極化微波輻射計驅動硬件參數為參考，所研制的控制系統接近載荷真實工作情況。本論文就某一大慣量轉子的高穩(wěn)定度控制進行研究，所以本研究具

2、有特定的針對性。
　　本文針對微波輻射計高穩(wěn)定度轉速控制的要求，提出一種以飛思卡爾單片機為核心控制器的數字掃描控制系統設計方法。本文以永磁同步電機作為伺服驅動機構，以旋轉變壓器作為角位置測量元件，以霍爾元件作為周期檢測元件，并采用電流、轉速雙閉環(huán)的控制策略，實現了對大慣量轉子的高穩(wěn)定度控制。
　　論文首先介紹了微波輻射計掃描控制系統的發(fā)展與現狀，然后介紹系統的整體設計方案、硬件選型。
　　其次，建立系統的模型，對系統的

3、性能進行分析，理論驗證系統性能是否滿足設計指標要求。由于采用電流、轉速雙閉環(huán)控制方式，需對內、外環(huán)PID控制器的參數進行設計。然后對選擇的控制方案進行Matlab仿真。仿真驗證了掃描控制方案的可行性，其轉子的穩(wěn)態(tài)轉速精度滿足設計要求。
　　再次，進行掃描控制系統的軟、硬件設計。采用正弦波半橋驅動的方式驅動永磁同步電機，通過長周期采樣及大慣量來抑制測量、軸系摩擦及電機力矩波動造成的干擾。硬件方面以飛思卡爾MC56F8027單片機作為