基于分形修正PID算法的弹上舵机控制器研究

针对某型号弹上舵机采用的小型稀土力矩电机与谐波减速器的组合方案,本文设计了一种组合式分段控制算法。该算法考虑到谐波传动在一定的尺度范围内具有参数自相似性的特点,利用线性模型与分形模型所表达的规律性之间存在的固有互补性,在精调部分采用基于分形几何度量变化率特征修正的增量PID控制器。 本文在硬件系统搭建方面,制定了分两步走的方案。第一阶段为设计实现以MCU+FPGA为核心基于USB2.0通信总线的单路舵机控制系统,目的是在进行大量试验的前提下获得适合本系统的控制算法和关键控制参数;第二阶段为在获得了前期经验的基础上,设计实现以DSP为核心基于CAN2.0通信总线的四路舵机控制系统,移植微调前期获得的算法,并采取相应措施提高控制器板卡的集成度和抗干扰能力。现场联调测试结果表明该控制系统具有抗干扰性能好、控制品质优等特点。 最后本文分析了影响系统性能的各种因素,并从软件算法和硬件电路设计两方面提出了具体的改进措施。