ARM核心的巡飞弹舵机控制器设计与模糊PID优化

"基于ARM的巡飞弹舵机控制器研究 (2008年)，何光林，李智辉，北京理工大学宇航科学技术学院" 本文详细探讨了一种基于ARM微处理器的巡飞弹舵机控制器的设计与实现。巡飞弹，即能够在空中持续飞行并根据需要进行目标搜索和打击的导弹，其舵机控制系统是决定飞行稳定性和精度的关键部分。作者针对巡飞弹舵机控制器的独特需求，提出了创新性的控制方案。 文章中提到，该控制器采用了LPC2136，这是一款基于ARM7TDMI内核的微控制器，具有高性能和低功耗的特性。LPC2136与复杂可编程逻辑器件（CPLD）相结合，能够生成驱动舵机电机所需的六相驱动信号。这种信号驱动方式确保了舵机的精确运动控制，并通过光耦隔离和功率放大电路，保证了控制信号的传输安全性和驱动能力，同时可以同时控制巡飞弹上的三片舵机执行器。 在控制算法方面，该设计采用了经典的三环控制策略，包括位置环、转速环和电流环，以实现舵机的伺服功能。其中，位置环作为最外环，对舵机的位置进行精确控制；转速环控制电机的旋转速度，以快速响应位置环的指令；电流环则用于调节电机的扭矩，保证驱动的稳定。为了优化位置环的控制效果，作者引入了模糊PID参数自整定算法，这种方法能自动调整PID控制器的参数，以适应不同的工作条件和负载变化，解决了传统PID控制器参数调整困难的问题。 仿真实验的结果验证了该舵机控制器的优越性，显示其结构简洁、性能可靠，完全满足巡飞弹对舵机控制的高精度和实时性要求。这项研究不仅为巡飞弹的舵机控制提供了有效解决方案，也为其他类似航空或航天设备的伺服系统设计提供了借鉴。 关键词：巡飞弹、舵机、ARM微处理器、模糊PID控制、三环控制算法 中图分类号：TJ41 文献标识码：A 这篇论文属于自然科学领域的学术研究，展示了在2008年，科研人员如何利用先进技术来解决复杂飞行器的控制系统问题，对于了解当时及之后的航空电子技术发展具有重要意义。