本文選題：雷達　切入點：穩(wěn)定平臺　出處：《大連海事大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：船在海上航行時,由于受到風(fēng)浪、潮汐等氣象環(huán)境的影響,會不可避免的產(chǎn)生橫滾和俯仰運動,影響船載雷達設(shè)備的正常工作,穩(wěn)定平臺是一種安裝在運動載體上的裝置,具有隔離運動載體擾動的功能,因此,船載雷達穩(wěn)定平臺的研究具有重要的意義。本文首先分析了船體運動對船載雷達設(shè)備的探測能力和方位分辨能力的影響,為船載雷達穩(wěn)定平臺的設(shè)計提供了理論依據(jù),并據(jù)此得出了本文的設(shè)計目的和實現(xiàn)目標。根據(jù)雷達穩(wěn)定平臺的指標要求和功能分析,確定了穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的總體方案,并完成了姿態(tài)信息采集單元、主控單元、執(zhí)行單元、穩(wěn)定機構(gòu)單元的設(shè)計。其中姿態(tài)信息采集單元重點對傳感器的原始數(shù)據(jù)進行檢測和分析,并完成了陀螺儀的零偏校正。針對加速度計靜態(tài)性能好而動態(tài)性能差,陀螺儀動態(tài)性能優(yōu)越而長時間會有累積誤差的特點,利用兩者優(yōu)勢互補以提高角度精確度。通過對互補濾波法、四元數(shù)法和卡爾曼濾波法三種姿態(tài)解算方法的對比和分析,確定使用四元數(shù)法來完成最終姿態(tài)角的獲取。然后,在穩(wěn)定平臺系統(tǒng)總體方案設(shè)計的基礎(chǔ)上,為了驗證設(shè)計方案的合理性,安裝實現(xiàn)了基于前述設(shè)計的穩(wěn)定平臺樣機。根據(jù)穩(wěn)定平臺樣機的尺寸和各器件的布局確定了主控制板的大小,完成了系統(tǒng)硬件的設(shè)計,包括系統(tǒng)硬件原理圖的設(shè)計,最小系統(tǒng)的搭建和PCB設(shè)計,并完成了系統(tǒng)板的焊接和調(diào)試。針對穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的自身特點,完成了軟件系統(tǒng)設(shè)計,實現(xiàn)了姿態(tài)傳感器和微處理器之間的通信以及對電機的有效控制。最后在實驗室環(huán)境下對穩(wěn)定平臺樣機進行了動態(tài)實驗和執(zhí)行效果實驗,實驗表明,當穩(wěn)定平臺樣機的下臺面擾動時,上臺面能保持在3°的范圍內(nèi),穩(wěn)定調(diào)節(jié)效果滿足設(shè)計指標。
[Abstract]:The ship is at sea, due to wind, tides and other effects of the meteorological environment, will inevitably produce roll and pitch motion, affect the normal work of shipborne radar equipment, the stable platform is a device mounted on the moving carrier, with motion vector of disturbance isolation function, therefore, it has important meaning to research shipborne radar stabilized platform. This paper analyzes the impact of radar equipment load on the ship motion detection ability and range resolution, provides a theoretical basis for the design of radar stable platform for ship, and concludes this design purpose and goals. According to the requirements of radar stabilized platform and the function analysis. To determine the overall scheme of stable platform system, and completed the attitude information acquisition unit, main control unit, execution unit, design unit. The stable attitude information acquisition unit The key of sensor data detection and analysis, and the gyro bias correction for accelerometer. Good static performance and dynamic performance, dynamic performance characteristics of gyroscope superiority and long time will have a cumulative error, using two complementary advantages to improve the accuracy of angle. Based on the complementary filtering method, the number of four yuan method and Calman filtering method of three kinds of attitude calculation and comparative analysis method, determined using four element method to complete the final acquisition of the attitude angle. Then, based on the overall design of stabilized platform system, to verify the design, installation to achieve a stable platform prototype based on the design according to the stability. The size of the prototype platform and device layout of the main control board size is determined, the system hardware design is designed, including the design of hardware principle diagram, the minimum system construction and PC B design, and completed the welding and debugging of the system board. The stable platform system of its own characteristics, the design of the software system, realizes the communication between the microprocessor and the attitude sensor and the effective control of the motor. The experiment, dynamic experiment and the final implementation effect on the stable platform prototype in laboratory experiments show that when the stable platform prototype stage surface disturbance, the table can be maintained in the range of 3 DEG, stabilization effect is satisfied with the design specifications.

【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN957

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本文編號：1559738