基于FPGA的航空机轮防滑刹车控制器的研究与设计.rar

机轮防滑刹车控制器是飞机防滑刹车系统的核心组成部分，高性能的防滑刹车控制器是飞机安全起飞和着陆的重要保障。数字式防滑刹车控制器与模拟式防滑刹车控制器相比，具有响应速度快、可实现先进的控制算法、工作稳定、自适应性强、刹车效率高等特点。因此，研究结合先进控制算法的高性能数字式防滑刹车控制器意义重大。 本文在分析防滑刹车系统工作原理的基础上，提出防滑刹车控制器的SOPC（片上可编程系统）设计方案。以Actel Fusion FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为核心硬件平台，应用CoreMP7（ARM7）软核处理器，方便了先进控制算法的实现。同时根据Fusion FPGA的资源和特点，利用Libero 8.3软件平台完成了轮速检测、故障检测、电液伺服阀PWM（脉宽调制）等电路在FPGA上的模块化设计，这样既精简了外围电路设计，又提高了系统的抗干扰能力。根据系统多任务、实时性要求高的特点，提出在CoreMP7软处理核上移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的设计方案，并完成了操作系统下各功能子任务程序的设计。针对刹车系统包含非线性和不确定性，结合模糊控制调节参数和变结构控制对系统参数变化和外部干扰具有不敏感性的特点，设计了模糊指数趋近率变结构控制器。 论文对整个飞机防滑刹车系统在不同跑道路面上的刹车情况进行了仿真，结果表明，模糊指数趋近率变结构控制器既能保证滑模变结构控制的鲁棒性，又有效地削弱了系统的抖振，能够满足飞机防滑刹车控制要求。

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