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小型双轴水平稳定平台的设计与实现

作　者: 贺天舒
导　师: 黄红英
学　校: 浙江海洋学院
专　业: 农业推广
关键词: 稳定平台陀螺仪测斜仪传感器单片机
分类号: TH703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 34次
引　用: 0次
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内容摘要

物体运动时，因受到地形的起伏或气流的扰动等外力的作用，会产生相应的振荡和角度的变化等情况。这种情况对精密仪器的稳定性造成的影响可能是致命的。水平稳定平台能使载体在运动时尽量隔离干扰，使所搭载的仪器设备能快速获取准确的数据信息。近年来，随着相关技术的发展，水平稳定平台在国内、外的军事及民用领域都得到了广泛的发展和应用。本文以双轴稳定平台系统为基础，对稳定平台的控制结构、系统构建、自修正控制方法等进行了讨论。并在以下方面进行了研究：首先，对稳定平台在国内、外的发展动态做了相关探查。对涉及到的主要技术进行了细致深入的研讨。确定了将要设计的稳定平台的主要功能，构建了双轴稳定平台的总体设计方案。其次，在总体设计的基础上，确定了稳定平台的硬件结构和工作原理，构建了稳定平台的实物模型。并对该伺服系统所使用的硬件设备进行分析和选取，确定了各个功能模块的组成。再次，对稳定平台的控制方法进行分析，在三维姿态模块的构建、测斜仪传感器的数据获取、俯仰/横滚控制的设计等方面进行研究。重点分析和研究了基于陀螺仪和测斜仪传感器的自校正控制方法。最后，以设计好的系统模型为基础，确定了控制算法并进行系统编程与实现。在实验和测试后，对控制方法和具体代码进行了分析与改进。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题研究的目的及其意义  10-11
  1.2 国内外相关领域的研究动态  11-13
  1.3 论文研究内容  13-15
第二章水平稳定平台的总体设计  15-28
  2.1 稳定平台的基本功能  15
  2.2 稳定平台硬件结构设计  15-18
  2.3 稳定平台的硬件系统  18-22
    2.3.1 稳定平台的机械框架  18
    2.3.2 三维姿态模块  18-20
    2.3.3 步进电机  20-21
    2.3.4 单片机 ATMEGA162  21-22
  2.4 系统总控板设计  22-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章稳定平台控制方法研究  28-35
  3.1 倾角传感器数据获取  28-29
  3.2 俯仰/横滚控制的设计  29-30
  3.3 基于陀螺仪和测斜仪传感器组合的自校正控制方法  30-33
    3.3.1 陀螺仪零点漂移  31-32
    3.3.2 倾角仪闭环反馈原理与应用  32
    3.3.3 陀螺仪零漂自修正方法  32-33
  3.4 本章小结  33-35
第四章系统编程与实现  35-45
  4.1 倾角获取和俯仰/横滚控制的实现  35-38
    4.1.1 倾角获取功能的实现  35-36
    4.1.2 俯仰控制功能的实现  36-37
    4.1.3 横滚控制功能的实现  37-38
  4.2 关键代码分析  38-44
    4.2.1 倾角获取的关键代码分析  38-40
    4.2.2 俯仰/横滚控制的关键代码分析  40-44
  4.3 本章小结  44-45
第五章实验与分析  45-50
  5.1 实验现象分析与程序改进  45-48
  5.2 实验小结  48
  5.3 总结  48-50
参考文献  50-53
致谢  53-54
在读期间发表的学术论文及研究成果  54

小型双轴水平稳定平台的设计与实现

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