车载平台系统的稳定研究

论文摘要

近几年车载稳定平台发展十分迅速,被广泛地应用于军事、公安、消防和环境检测等领域。车载平台系统能否稳定跟踪目标,是其可靠工作的关键因素。车载平台系统不稳定的实质是系统的光轴与目标之间有相对运动,包括平移和角运动,其中相对角运动对系统的影响尤为严重。因此,进行车载设备视轴稳定方法的研究对于提高车载稳定平台工作性能具有重要的意义。在详细分析速率陀螺平台稳定工作原理的基础上,研究车载系统的稳定控制方法,结合前馈控制,采用速度环与位置环的双环稳定方法控制系统的视轴稳定;根据系统的性能指标要求,对系统硬件进行选型以及相关参数的计算,在此基础上推导了各元器件及陀螺稳定平台的系统传递函数,利用经典控制系统的校正方法对本系统进行了校正,结果表明采用本设计方法能够满足系统的性能指标要求,提高车载平台系统工作的可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 稳定平台的系统结构与控制方法
• 1.2.1 影响平台稳定的因素
• 1.2.2 稳定平台系统结构
• 1.2.3 车载平台的稳定与跟踪控制方法
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 系统工作原理与总体设计
• 2.1 陀螺稳定技术
• 2.1.1 视轴稳定技术
• 2.1.2 陀螺稳定系统
• 2.1.3 三轴陀螺稳定系统
• 2.1.4 双轴陀螺稳定系统
• 2.2 陀螺稳定原理
• 2.2.1 载体运动引起的角速度补偿
• 2.2.2 陀螺安装方式
• 2.2.3 视轴稳定方案的原理性缺陷及其处理方法
• 2.3 伺服控制方式
• 2.4 平台系统设计
• 2.5 系统硬件配置
• 2.5.1 中央控制器
• 2.5.2 速率陀螺
• 2.5.3 旋转编码器
• 2.5.4 电机及其驱动的选择
• 第三章 稳定平台系统的控制方法
• 3.1 数字控制系统的设计方法
• 3.2 传递函数的建立
• 3.2.1 力矩电机
• 3.2.2 陀螺仪
• 3.2.3 其它环节的传递函数
• 3.3 总体设计
• 3.3.1 双环控制系统设计
• 3.3.2 速度环校正
• 3.3.3 位置环校正
• 3.3.4 前馈补偿器
• 3.3.5 离散化
• 第四章 车载稳定系统的硬件设计
• 4.1 视轴稳定与跟踪系统功能要求
• 4.2 控制驱动模块的功能需求
• 4.3 控制驱动模块的总体硬件结构
• 4.4 TMS320F2812 原理与结构特点
• 4.4.1 数字信号处理器概述
• 4.4.2 TMS320F281x 系列DSP 的主要特点
• 4.5 DSP 接口电路设计
• 4.5.1 供电电源设计
• 4.5.2 复位电路设计
• 4.5.3 时钟电路设计
• 4.5.4 存储器扩展设计
• 4.5.5 F2812 外部存储器接口
• 4.5.6 JTAG 调试接口设计
• 4.5.7 模数转换接口设计
• 4.5.8 与旋转编码器接口设计
• 4.5.9 DSP 图像处理系统的接口设计
• 4.5.10 直流力矩电机驱动器的接口设计
• 4.5.11 与上位机的接口设计
• 第五章 车载稳定系统的软件设计
• 5.1 DSP 软件设计方法
• 5.2 系统工作过程
• 5.3 控制系统软件设计
• 5.3.1 主程序框架
• 5.3.2 串行通信中断程序设计
• 5.3.3 定时中断程序设计
• 5.3.4 补偿算法程序实现
• 5.4 串口通信自定义协议的制定
• 5.5 数据预处理
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献