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高定位精度的无线控制云台的研究与开发

论文摘要

云台在日常生活和工业制造上都具有重要地位。随着技术的发展,大功率高精度的云台研究成为此领域研究的一项重要内容。本文针对大功率云台设计了能够承受大电流的电机驱动电路,将角度传感器安装在云台上检测云台的水平方向角度,使用带有PWM信号输出功能的单片机输出可调的PWM信号。通过单片机与传感器通信得到数字角度信号,单片机对角度信号进行处理后在液晶模块上显示出实时角度值,最后通过实时的角度变化来控制单片机输出不同占空比的PWM信号控制云台转动,实现了对云台电机的闭环控制,同时达到了提高云台定位精度的目的。在实现目标的过程中有如下几个主要工作,设计具备角度显示功能的云台定位系统控制电路;设计电机驱动电路;使用C语言设计软件实现云台定位功能和角度测量;设计云台定位系统,并且分别对开关信号和PWM信号控制云台进行检测和对实验数据进行比较。在文章的最后很好完成了这些工作,并且得到了很好的实验结果。本论文重点就在于以普通直流电机驱动的云台为例开发了一个高精度云台定位系统。结合角度传感器和高性能单片机C8051F410,成功实现了定位精度低于0.5度的高精度云台定位系统。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 文献综述
  • 1.1 云台的使用与分类
  • 1.2 电磁角度传感器的原理
  • 1.2.1 半导体中的额电磁效应
  • 1.2.2 半导体霍尔效应
  • 1.3 PWM 波的实现方法
  • 1.3.1 直流电动机PWM 控制器SG2731
  • 1.3.2 PWM波的软件实现方法
  • 1.3.3 C8051F的可编程计数器阵列
  • 1.4 高精度云台的市场调查
  • 2 问题的提出
  • 3 云台定位系统的设计
  • 3.1 云台定位系统相关硬件的选择
  • 3.1.1 角度传感器
  • 3.1.2 云台
  • 3.1.3 核心处理单元
  • 3.1.4 无线模块
  • 3.1.5 其他相关元器件于芯片
  • 3.2 硬件电路设计
  • 3.2.1 数据采集与电机控制部分电路设计
  • 3.2.2 云台电机驱动部分电路设计
  • 3.3 软件设计
  • 3.3.1 PWM信号输出
  • 3.3.2 SPI器件程序设计
  • 4 开关信号控制云台定位测量
  • 4.1 误差测试与误差计算
  • 4.2 误差分析
  • 5 PWM信号控制云台定位测量
  • 5.1 测量数据及数据分析
  • 5.2 系统误差来源分析
  • 6 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/db1443b48e76fec4bfafe926.html