Разработка и исследование цифрового алгоритма функционирования системы управления корабельной станции спутниковой связи

• Автор: Чеков, Павел Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Глава 1. Современные средства цифровой обработки сигналов и возможности их использования в системе управления станцией спутниковой связи

1.1 Оценка необходимых вычислительных ресурсов

1.2 Основные принципы цифровой обработки сигналов

1.2.1 Преимущества цифровой фильтрации сигналов

1.2.2 Виды программируемых вычислительных структур для обработки сигналов

1.2.3 Применение программируемых вычислительных структур в системах управления

1.3 Применение ЦСП для обработки сигналов

1.3.1 Влияние архитектуры ядра и внутреннего представления чисел на производительность процессора в реальных приложениях
1.3.2 Сравнение возможностей сигнальных процессоров с точки зрения их применения в управлении телекоммуникационной системой

1.3.3 Системная интеграция ЦСП и взаимодействие с периферийными устройствами

1.4 Анализ характеристик и возможности применения процессоров серии ТМБ320 в управлении телекоммуникационной системой
1.4.1 Области применения микроконтроллеров ТМБ320‘24х
1.4.2 Технические характеристики семейства микроконтроллеров ТМ5320‘24х
1.4.3 Назначение процессоров и микроконтроллеров серии ТМ5320‘24х
1.5 Выводы но главе
Глава 2. Математическое описание объекта исследования
2.1 Функциональная модель корабельной станции спутниковой связи
2.1.1 Подсистема наведения
2.1.1 Подсистема автосопровождения
2.1.2 Подсистема стабилизации
2.1.3 Подсистема ввода-вывода
2.2 Математическое описание объекта управления
2.2.1 Кинематическая схема пространственного стабилизатора
2.2.2 Линеаризованные уравнения движения ПС
2.2.3 Выбор схемы и порядок расчета трехосного гироскопического стабилизатора
2.3 Оценка управляющего воздействия
2.3.1 Структурная схема для расчета контура управления
2.3.2 Расчет гироскопического стабилизатора
2.3.3 Расчет контура управления
2.4 Выбор и обоснование критерия оптимальности
2.5 Выводы по главе
Глава 3. Разработка и оптимизация алгоритмов и вычислительных процедур цифрового управления корабельной станции спутниковой связи
3.1 Обобщенный алгоритм работы системы управления станции спутниковой связи и пользовательский интерфейс
3.1.1 Обобщенный алгоритм работы системы управления станции спутниковой связи
3.1.2 Определение дискретной передаточной функции корректирующего звена
3.1.3 Структура исходных данных по наведению антенны на спутник
3.2 Алгоритм пространственной стабилизации антенны и функционирования всей системы управления
3.2.1 Пользовательский интерфейс системы управления
3.2.2 Алгоритмы оперативного управления станцией спутниковой связи
3.2.3 Алгоритмы оперативного контроля и реакции системы управления в аварийных ситуациях
3.3 Оптимизация вычислительных процедур СП в среде разработки Code
Composer Studio
3.3.1 Интегрированная среда разработчика Code Composer Studio
3.3.2 Цикл разработки с использованием CCS
3.3.4 Встроенный язык скриптов GEL
3.3.5 Конфигурация объектов
3.3.6 Интегрированная среда разработки
3.3.8 Интегрированный редактор
3.3.9 Средства генерации кода
3.3.10 Интегрированный отладчик
3.3.11 Точки останова и контроля
3.3.12 Средства визуализации данных
3.4 Выводы по главе
Глава 4. Моделирование и реализация предложенных алгоритмов управления на ЭВМ
4.1 Математическое моделирование в системе MATLAB Simulink
4.1.1 Возможности моделирования систем управления в пакете Simulink
4.1.2 Описание модели, созданной в пакете Simulink
4.2 Проверка на испытательном стенде
4.2.1 Описание испытательного стенда
4.2.2 Реакции системы на стандартные возмущающие воздействия
4.2.3 Реакции системы на предельные возмущающие воздействия
4.3 Выводы по главе
Заключение
Литература
Процессоры семейства С24х выпускаются как со встроенным ПЗУ, так и со встроенной Flash памятью, что позволяет строить на их базе устройства с возможностью изменения прошитой программы прямо на плате. Это необходимо при построении гибких перенастраиваемых систем с множеством конфигураций для различных типов задач.
Применение ЦПС С24х позволяет отказаться от традиционной связки ЦСП и микроконтроллера и разместить все в одной микросхеме. При этом как микроконтроллер ЦСП С24х имеет гораздо лучшие параметры, чем большинство популярных контроллеров. Используя ЦСП С24х разработчики получают высокоинтегрированное устройство, специально
оптимизированное для цифровых систем управления электродвигателями с возможностями прямого съема данных и прямого управления устройством через встроенную периферию.
Процессоры С24х имеют 2 встроенных 10-разрядных АЦП со встроенным устройством выборки-хранения (УВХ). Минимальное время преобразования АЦП равно 0.85 мкс. Процессор имеет 16 аналоговых входов, которые подаются на АЦП через 2 8-входовых мультиплексора. Каждый из 2-х АЦП работает независимо и может запускаться как от внешнего вывода запуска, так и программно.
Процессоры С24х имеют 2 вида последовательных портов -асинхронный SCI и синхронный SPI. Асинхронный порт предназначен для обмена с периферией или другим процессором по стандартному асинхронному протоколу NRZ. Имеет:
• программируемую скорость передачи данных;
• программируемую разрядность данных (от 1 до 8 бит);
• программируемое количество стоповых бит (1 или 2);
• логику детектирования и индикации ошибок;
• мультипроцессорный режим работы со стартом по детектированию свободной линии;
• периферийный режим работы со стартом по адресному биту;