【摘要】：吊艙涉及精密機械、光學設計、傳感器技術、信號處理、圖像處理、自動控制等多個學科領域。吊艙在軍事領域扮演著重要的角色,在民用領域也有了長足的發(fā)展,在多種應用場景下均可以快速高效的應對各種突發(fā)狀況,完成偵察、搜救等各項任務,有重要的研究意義。本文首先以吊艙為研究對象,對系統(tǒng)進行了總體方案設計。根據設計任務書中吊艙主要技術指標的規(guī)定要求,對主控芯片、速度檢測元件、位置檢測元件、電機驅動執(zhí)行單元、光學傳感器等伺服穩(wěn)定平臺的主要元器件進行了選型。根據吊艙的受力情況對電機的數(shù)學模型進行了計算分析,得到了系統(tǒng)傳遞函數(shù)。完成了速度環(huán)和位置環(huán)的雙回路設計,建立了相應的控制系統(tǒng)模型。其次,完成了以TMS320F28335芯片為核心的系統(tǒng)硬件電路的搭建與設計。主要有主芯片數(shù)據處理電路設計、電源電路設計、速度檢測電路設計、串口通訊電路設計、電機驅動電路設計、電流檢測電路設計、電源控制電路設計、過溫保護電路設計和光耦隔離電路等設計組成。再次,以方位軸為例,在系統(tǒng)中加入經典PID控制器進行校正,系統(tǒng)精度得到明顯改善,但是對較強擾動的抑制能力仍然不足,無法滿足技術指標要求。因此引出模糊PID控制算法,通過數(shù)字仿真并與經典PID控制算法的結果進行了比對,驗證了模糊PID控制策略的優(yōu)越性和有效性。完成了吊艙姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的軟件設計,對主程序設計流程、各個中斷程序設計流程和模糊PID控制算法程序設計流程進行了說明介紹。最后,介紹了吊艙及硬件電路板實物。并完成了轉動范圍、轉動速度、轉速精度、定位精度等轉動控制試驗測試,完成了系統(tǒng)光學傳感器成像的試驗和調試,并在不同視場下對不同目標進行了跟蹤功能測試,各項性能指標均滿足設計任務書的技術指標要求。
【圖文】：

第 2 章 吊艙姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)的驅動芯片。它的額定電流值為 3A，最大電流值為 6A。它對電壓有，12V~55V 范圍內的電壓都可以匹配并保證正常工作。它可以兼容多種方向、制動、PWM 三種邏輯信號，完成相應的改變電機轉動方向、完成電機 PWM 的控制[24]。內部設置有多種形式的保護電路，確保電機驅動系根據上述分析 LMD18200 可以確保電機的正常工作，并且可以對電機的運示，過熱保護功能可以保證電機在非正常狀態(tài)下的自我保護。LMD1820下圖。

[28]，它的等效電路見下圖所示。圖2.3 電機等效電路經過分析，得到以下關系方程：aabtaaaIREddIV L （2-12）twdfddM M J（2-13） beE K（2-14）其中，Va為電樞電壓，Ra為電樞電阻，Ia為電樞電流，La為電樞電感，，Md為電樞力矩，Mf為干擾力矩
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V241

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫航;韓紅霞;曹立華;耿愛輝;;大型光電經緯儀速度環(huán)PID參數(shù)模糊自整定研究[J];儀器儀表學報;2013年10期

2 姬程鵬;王媛;;基于AVR單片機的無刷直流電機控制系統(tǒng)設計[J];電子產品世界;2011年11期

3 劉士華;;某小型機載光電設備掛裝結構設計[J];機械制造;2011年10期

4 朱其新;劉紅俐;Nikolay Krys;;伺服系統(tǒng)中一種新的帶阻濾波器的設計[J];微計算機信息;2008年19期

5 王高;謝存禧;柳寧;;基于DSP的數(shù)字PID伺服控制系統(tǒng)設計[J];微計算機信息;2008年07期

6 唐軍軍;樊銳;;RS422串行通信在轉臺實時控制中的應用[J];裝備制造技術;2007年11期

7 肖影;金龍旭;;方位角測量跟蹤系統(tǒng)設計及實驗[J];光學精密工程;2007年05期

8 李雪芬;楊潔;許力;;模糊—PID復合控制在旋轉伺服系統(tǒng)中的應用[J];浙江理工大學學報;2005年04期

9 王中生,廖曉昕;Synchronization and Parameters Identification of Chaotic Systems via Adaptive Control[J];Journal of Electronic Science and Technology of China;2005年01期

10 陳希林,傅裕松,尉洵楷;機載光電瞄準系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];紅外技術;2004年02期

相關碩士學位論文 前10條

1 蘇延旭;嵌入式飛行控制系統(tǒng)設計、實現(xiàn)與驗證[D];南京航空航天大學;2015年

2 趙美玲;轉臺速率平穩(wěn)性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

3 劉星;多維MEMS慣性傳感器的姿態(tài)解算算法研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

4 趙兵;基于自適應模糊PID控制的激光雕刻系統(tǒng)的研究[D];燕山大學;2012年

5 沈偉偉;基于DSP的輪式移動機器人控制系統(tǒng)設計[D];南京理工大學;2010年

6 吳天柱;基于DSP轉臺伺服控制系統(tǒng)的設計[D];哈爾濱工程大學;2010年

7 鄭罕;高精度轉臺系統(tǒng)中的控制技術研究[D];國防科學技術大學;2008年

8 王剛;基于Profibus的酸洗線卷取機張力控制系統(tǒng)設計[D];西安科技大學;2008年

9 李林航;基于DSP的模糊PID控制器的研究[D];西華大學;2007年

10 張焱;基于DSP的無刷直流電機高性能調速系統(tǒng)的研究[D];西安電子科技大學;2007年

本文編號：2614912