近幾年隨著攝像頭圖像傳感器技術的快速發(fā)展,人們對攝像頭在安防上所起的作用有了新的認識,安防攝像頭在反恐維穩(wěn)上起到了決定性的作用。而電動云臺在安防領域中扮演著重要的角色,它能夠穩(wěn)定攝像頭,并讓攝像頭的視角按照指令左右和上下運動,以獲取更清晰的目標圖像。隨著近幾年全球社會治安的惡化,各國對安防攝像頭和電動云臺的需求量猛增,同時對電動云臺的性能也有了更高的要求,因此構建一個旋轉快速、定位精準、又能長時間穩(wěn)定工作的電動云臺是提升安防攝像頭圖像質量的一個技術關鍵。而力矩電機伺服系統(tǒng)是一種精度高、快響應和功率密度大的新型永磁電機系統(tǒng),而伺服電機和驅動器的小型化使它們嵌裝到電動云臺中成為可能,從而將大幅提升電動云臺的性能。本文首先從安防攝像頭電動云臺技術要求出發(fā),設計并實現(xiàn)了一種雙軸力矩伺服電機驅動器,它以FPGA為控制核心,實現(xiàn)了一臺驅動器同時對兩個伺服電機同步驅動控制,有效縮小了驅動器的體積;在FPGA內部設計了雙軸伺服系統(tǒng)運動控制邏輯,以替代驅動器外部的伺服軌跡控制器,進一步減小了整個伺服系統(tǒng)的體積;STM32作為協(xié)處理器,用于多路電源控制、外部通信和負責浮點運算,有效提高了系統(tǒng)可靠性和性能;...

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 安防攝像頭電動云臺伺服驅動器研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
        1.2.3 發(fā)展趨勢
    1.3 安防攝像頭電動云臺伺服驅動器簡介
        1.3.1 安防攝像頭電動伺服云臺的組成
        1.3.2 安防攝像頭電動云臺伺服驅動器的控制方法
        1.3.3 安防攝像頭電動云臺技術要求
    1.4 課題的來源和論文結構安排
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 論文內容及框架
第2章 安防攝像頭電動云臺伺服驅動器硬件設計
    2.1 系統(tǒng)硬件總體結構
    2.2 電源電路設計
        2.2.1 EMC及防過流過壓拓撲
        2.2.2 母線電壓整流及控制電路
        2.2.3 母線電壓檢測電路
        2.2.4 輔助電源設計
    2.3 主控電路設計
    2.4 通信電路設計
        2.4.1 上位機通信電路
        2.4.2 伺服電機編碼器通信
    2.5 逆變功率電路
        2.5.1 數字電隔離
        2.5.2 IGBT橋
        2.5.3 IGBT橋驅動
        2.5.4 純電阻式伺服電機相電流采樣電路
    2.6 本章小結
第3章 伺服云臺驅動器主控邏輯設計
    3.1 主控邏輯框架
    3.2 外部信號處理
    3.3 相電流采集
        3.3.1 相電流數字濾波
        3.3.2 相電流中值判斷
    3.4 增量式編碼器解碼
    3.5 單軸工作時基
    3.6 單軸控制邏輯
        3.6.1 電流環(huán)
        3.6.2 速度環(huán)
        3.6.3 位置環(huán)
    3.7 用戶脈沖解碼
    3.8 FSMC通信
    3.9 雙軸伺服系統(tǒng)運動控制邏輯
    3.10 本章小結
第4章 μC/OSII嵌入式系統(tǒng)設計
    4.1 μC/OSII系統(tǒng)簡介
    4.2 μC/OSII系統(tǒng)移植
    4.3 μC/OSII任務設計
        4.3.1 μC/OSII系統(tǒng)中任務框架
        4.3.2 FSMC通信
        4.3.3 電子齒輪比計算
        4.3.4 電源管理
        4.3.5 上位機通信
        4.3.6 雙軸伺服系統(tǒng)運行數據管理
    4.4 本章小結
第5章 實驗測試與結果分析
    5.1 系統(tǒng)測試平臺
        5.1.1 測試框架
        5.1.2 上位機平臺
        5.1.3 硬件平臺
    5.2 輔助電源測試
    5.3 逆變功率電路測試
    5.4 軟件測試
        5.4.1 純電阻相電流數字濾波測試
        5.4.2 FSMC通信測試
    5.5 系統(tǒng)指標測試
        5.5.2 電流環(huán)測試
        5.5.3 速度環(huán)測試
        5.5.4 位置環(huán)測試
        5.5.5 位置環(huán)加負載定位用時測試
    5.6 本章小結
第6章 系統(tǒng)實現(xiàn)與結果分析
    6.1 課題總結
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3836553