论文题目: 双轴稳定平台嵌入式控制系统设计与开发
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械工程
作者: 杨中田
导师: 刘政华
关键词: 稳定平台,卫星天线,嵌入式系统,核微控制器,实时操作系统
文献来源: 国防科学技术大学
发表年度: 2005
论文摘要: 稳定跟踪平台是惯性技术应用的重要领域之一,其中天线稳定平台以其广泛的应用前景成为稳定跟踪平台研究的一大热点。天线稳定平台是一个典型的机电控制系统,其核心问题是载体姿态测量和运动控制技术。嵌入式系统以其精简的系统、专用性和实时性等特点,已成为机电控制领域解决的经典方案。本文以“动中通”移动载体卫星通信与电视接收系统为背景,主要研究嵌入式控制技术在天线稳定平台中的应用。论文研究的主要内容包括天线稳定平台嵌入式控制系统的硬件和软件设计。1.论文介绍了基于内部集成ARM7TDMI核的爱特梅尔AT91R40008微控制器芯片为核心的嵌入式系统硬件结构设计过程,主要内容包括ARM核心控制模块以及ISP外围处理模块的设计,介绍了各个硬件模块的功能原理和具体实现方法,从而构成了嵌入式系统的硬件。并为底层硬件设计了相关的API函数。2.论文介绍了基于μC/OS-II实时操作系统的嵌入式系统软件设计过程,研究了μC/OS-II在ARM MCU上的移植过程以及内核提供的主要服务包括多任务、消息邮箱和中断处理机制在“动中通”系统中的具体应用,其中重点研究了天线跟踪系统的多任务规划与多任务实现原理。最后基于上述嵌入式系统的硬件和软件建立了系统的最终RTOS。3.通过论文的研究,开发出了一种用于移动载体(车、船、舰等)上利用稳定平台来进行卫星通信与电视信号接收的系统——“动中通”移动载体卫星通信与电视接收系统。该系统采用基于ARM7TDMI核微控制器和μC/OS-II实时操作系统的嵌入式系统来控制天线稳定平台的运动,可以实现对天线实时而合理的姿态控制,从而实现移动载体与卫星之间的实时通信和信号接收。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究意义
1.2 研究现状与应用前景
1.2.1“ “动中通”卫星通信现状
1.2.2“ “动中通”系统应用前景
1.3 论文研究的思路和主要内容
1.4 本章小结
第二章 系统总体方案设计
2.1 系统功能分析
2.2 天线稳定原理分析
2.2.1 双轴天线平台陀螺稳定理论分析
2.2.2“ “陀螺闭环稳定+电平跟踪”控制方法分析
2.3 总体方案技术实现
2.3.1 嵌入式系统控制方案的提出及论证
2.3.2 嵌入式控制系统设计的主要内容
2.3.3“ “动中通”系统总体结构
2.4 本章小结
第三章 基于ARM的嵌入式系统硬件设计
3.1 硬件构成及其功能
3.2 ARM 核心控制模块设计
3.2.1A ARM 微控制器介绍
3.2.2A AT91R40008 内部资源分配
3.2.3 片外存储器扩展模块
3.3 ISP 外围处理模块设计
3.3.1 数据I/O 模块
3.3.2 编码盘反馈信号处理模块
3.3.3 极化步进电机控制信号处理模块
3.3.4 串口扩展模块
3.3.5 绕线控制模块
3.3.6 强度信号监视模块
3.3.7 AD 陀螺信号采样模块
3.3.8 DA 直流电机控制信号处理模块
3.4 ARM 开发环境介绍
3.4.1 开发环境EmbestIDE
3.4.2 基于JTAG 口的调试技术
3.5 底层硬件API 函数设计
3.5.1 I/O 操作函数
3.5.2 AD 操作函数
3.5.3 DA 操作函数
3.5.4 底层硬件API 函数总结
3.6 本章小结
第四章 基于μC/OS-II的嵌入式系统软件设计
4.1 实时操作系统μC/OS-II
4.2 μC/OS-II 在ARM MCU 上的移植
4.3 μC/OS-II 内核服务在“动中通”系统中的应用
4.3.1 内核任务
4.3.2 任务切换与调度
4.3.3 消息邮箱
4.3.4 中断处理
4.4 “动中通”系统多任务实现
4.4.1 “动中通”系统工作流程
4.4.2 “动中通”系统任务整体规划
4.4.3 “动中通”系统任务具体实现
4.5 建立“动中通”系统的RTOS
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
致谢
参考文献
附录A 硬件原理图
附录B 底层硬件API函数源码
附录C 软件多任务程序运行总体流程
作者在读硕士期间发表的论文
发布时间: 2006-09-14
参考文献
- [1].嵌入式控制系统抗干扰应用研究[D]. 万振磊.广东工业大学2011
- [2].船载卫星天线自动跟踪系统测控技术研究[D]. 叶自清.中南林学院2003
- [3].机载卫星天线伺服系统设计与实现[D]. 蔡文莉.西安电子科技大学2012
- [4].卫星天线融雪控制与监测系统的设计[D]. 李良.内蒙古大学2017
- [5].可展开卫星天线展开结构可视化辅助概念设计软件原型[D]. 刘世海.西安电子科技大学2005
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- [7].船载卫星天线自动跟踪技术研究与实现[D]. 陈健明.大连理工大学2008
- [8].移动卫星天线稳定跟踪系统的设计及工程实现[D]. 陈序.南京理工大学2007
- [9].卫星天线幅相检测系统设计与实现[D]. 冯瑶.西安科技大学2015
- [10].便携式卫星天线控制系统的设计与研究[D]. 赵海龙.北华航天工业学院2014
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