第一章:初步介绍稳定平台的研究背景及意义,概述了稳定平台技术的国内外发展现状。
第二章:稳定平台的结构选型。概述了稳定平台结构常见的形式及其优缺点,确定了稳定平台的总体结构,同时确定了电机及其驱动器和测姿传感器的选型,并对测控系统硬件组成进行了介绍。
第三章:上位机用户端界面设计。对上位机和VB进行了概述,介绍了MSComm 通信控件及其相应属性的功能,选用串行通信进行数据传输,并能通过上位机对串口通信参数进行设置,通过图片介绍各个界面所选用的VB控件及其所实现的功能,最终将上位机用户端界面进行完整的设计。
第四章:上位机用户端控制结构设计。在硬件电路的基础上,利用VB编写串口通信程序,姿态信息解算程序,电机控制程序等。对于外界干扰,需要稳定平台具有较高的响应速度和响应精度,并且有较好的稳定特性,利用先进的控制算法加入其中。通过介绍PID控制算法,选用了增量式PID算法控制,编写相应的VB程序来实现控制算法在稳定平台中的实际应用。
第五章:系统实验及分析。分别做了以下实验:上位机向传感器发送读姿态信息;传感器接收并答复信息给上位机;上位机向电机驱动器发送指令信息。最后,对实验数据进行验算和分析。
2 稳定平台结构选型
2.1 稳定平台的结构
稳定平台的机械结构对于平台系统实现稳定化有着很大的影响,因此,选择合理的机械结构非常重要。在进行稳定平台机械结构的设计过程中,一定要确保设计合理的机械结构。当设计的稳定平台的结构不严谨,所采用的部件精度较低时,都会对稳定平台的性能造成一定的影响。
2.1.1 常见稳定平台的形式
通过查找相关资料得知,稳定平台按运动关系可以分为串联结构平台和并联结构平台。串联结构是一个开环结构,其优点是结构简单,容易理解,方便控制,缺点是精度比较低,容易产生误差。并联结构是一个闭环结构,它容易实现模块化,但是结构比较复杂,难以控制。稳定平台按驱动方式分为电机直接驱动和电机间接驱动。电机直接驱动优点是结构简单,容易控制和设计,缺点是占用空间比较大。电机间接驱动优点是能够使平台小型化,缺点是结构比较复杂,平台的响应速度和精度会受到一定的影响。
2.1.2 稳定平台总体结构
如图2.1为选用的稳定平台整体样机实物图。样机整体高度约1.6米,重量约为60千克。根据实际应用情况将可以基座固定在车体或船舶上。它采用一种两级稳定平台:一级平台对扰动进行初步的调整,大大降低了扰动幅度;二级平台对扰动进一步调整,从而达到隔离干扰的作用。本文主要针对二级平台的控制技术进行了研究,通过上位机作为主控制器,对测姿传感器电路和电机驱动电路进行实时控制,最终使平台保持在某个姿态上。
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