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毫米波无源成像系统扫描伺服机构研究及控制器设计实现

作　者: 邝小亮
导　师: 熊金涛
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 毫米波无源成像 伺服机构 伺服控制器 数字信号处理器(DSP)
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本论文以毫米波无源成像系统为研究背景,从毫米波辐射计的基本理论出发,结合成像系统的工作原理和性能要求,完成了其扫描伺服机构的设计,完成了相应的伺服控制器的硬件电路和相关软件的设计与实现。本论文主要完成了以下工作:1.根据系统总体方案,分析了扫描伺服机构的定标方法、扫描方式等主要技术要求。2.研究了伺服机构的总体结构方案;确定了伺服电机、伺服驱动器、伺服控制器的控制芯片等主要器件的选型。3.完成了伺服控制器电路板的硬件设计与实现。基于TMS320F2812,本论文设计了包括电源电路、复位电路、时钟电路、串口接口电路以及JTAG仿真器接口电路等控制器电路板。4.完成了控制器软件的设计与实现。根据成像原理、扫描方式和定标方法,基于控制器硬件电路,研究了控制软件的编程与实现,包括自动控制模块、手动调整模块、复位模块、延时模块和数据通信模块等程序。本文应用TI公司的集成开发环境CCS3.3作为开发工具,采用C语言和汇编语言进行混合编程。5.完成了硬件电路的测试和软件功能的调试,并通过实验验证了伺服机构的总体功能。最后与毫米波无源成像系统的其他部分联合调试,成功地实现了对场景目标的被动成像。实验表明该伺服机构和控制器可靠性高、实时性强,可满足毫米波无源成像系统的工作要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 技术发展动态及研究现状  9-15
    1.2.1 毫米波无源成像技术的发展及其应用  9-12
    1.2.2 伺服系统的发展现状  12-13
    1.2.3 数字信号处理器（DSP）的发展及其应用  13-15
  1.3 本论文的主要工作  15-16
第二章 毫米波无源成像技术基本理论及伺服系统基本概念  16-24
  2.1 毫米波电磁辐射理论概述  16-20
    2.1.1 毫米波黑体辐射  16-17
    2.1.2 毫米波功率-温度对应关系  17-19
    2.1.3 毫米波的发射率  19-20
  2.2 毫米波辐射计基础  20-22
    2.2.1 辐射计接收机的噪声温度  20
    2.2.2 全功率辐射计工作原理  20-22
  2.3 伺服系统基本概念  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 毫米波无源成像系统伺服机构方案研究  24-42
  3.1 毫米波无源成像系统总体方案  24-25
  3.2 伺服机构方案研究  25-41
    3.2.1 伺服机构功能分析  25
    3.2.2 伺服机构功能单元组成  25-26
    3.2.3 伺服机构主要指标分析  26-33
    3.2.4 主要器件选型  33-40
    3.2.5 伺服机构机械结构设计  40-41
  3.3 本章小结  41-42
第四章 伺服控制器设计与实现  42-60
  4.1 伺服控制器功能分析  42
  4.2 伺服控制器功能结构  42-49
    4.2.1 控制器电路板设计  43-47
    4.2.2 电路板PCB 实现  47-49
  4.3 控制器软件设计与实现  49-59
    4.3.1 主程序  50-51
    4.3.2 初始化设置  51-54
    4.3.3 中断设置  54-55
    4.3.4 模块流程设计  55-57
    4.3.5 子程序设计  57-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章 毫米波无源成像系统伺服机构实验调试  60-67
  5.1 伺服控制器调试实验  60-62
    5.1.1 伺服控制器电路板硬件测试  60
    5.1.2 伺服控制器软件测试  60-62
  5.2 伺服机构系统调试  62-65
    5.2.1 伺服驱动器增益调整  62-63
    5.2.2 功能测试  63-64
    5.2.3 负载精度测试  64-65
  5.3 毫米波无源成像系统联合调试  65-67
    5.3.1 室内联合调试  65
    5.3.2 室外成像实验  65-66
    5.3.3 本章总结  66-67
总结与展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士期间取得的研究成果  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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