重力儀穩(wěn)定平臺(tái)快速原型控制方法研究.pdf

1、重力儀穩(wěn)定平臺(tái)是一種機(jī)載儀器支撐平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)重力儀在工作過程的水平穩(wěn)定，減小載機(jī)姿態(tài)擾動(dòng)和振動(dòng)對(duì)重力儀工作的影響，保證重力儀的測量精度。該穩(wěn)定平臺(tái)作為典型的機(jī)電一體化精密伺服裝置，由機(jī)械平臺(tái)和伺服控制系統(tǒng)兩部分組成，其中控制系統(tǒng)一般采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或數(shù)字信號(hào)處理器作為核心計(jì)算單元。傳統(tǒng)的編程方法以人工直接代碼編程為主，編程效率低，人員工作量大。本文以重力儀穩(wěn)定平臺(tái)的控制系統(tǒng)為對(duì)象，開展控制器底層程序代碼的快速自動(dòng)生成方法研究。研究

2、目的在于通過快速原型技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定平臺(tái)的嵌入式控制，掌握控制程序代碼的自動(dòng)生成方法。以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工低效編程方式，為類似機(jī)電系統(tǒng)底層控制軟件的靈活高效開發(fā)提供新的技術(shù)途徑。
　　本文的研究內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：
　　1.針對(duì)重力儀的使用需求，對(duì)穩(wěn)定平臺(tái)進(jìn)行了需求分析和方案設(shè)計(jì)。針對(duì)重力儀穩(wěn)定平臺(tái)的應(yīng)用特點(diǎn)，從研制任務(wù)需求開始分析，制定了系統(tǒng)的整體方案，分析了系統(tǒng)關(guān)鍵的傳感器件選型過程。從結(jié)構(gòu)布局、硬件方案及設(shè)計(jì)要求和軟件架構(gòu)

3、及流程對(duì)系統(tǒng)機(jī)電一體化的總體框架進(jìn)行了搭建。
　　2.為了在設(shè)計(jì)階段分析、預(yù)測系統(tǒng)的伺服性能，建立了穩(wěn)定平臺(tái)水平俯仰軸的動(dòng)力學(xué)和控制模型，并對(duì)模型的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)傾角穩(wěn)定環(huán)進(jìn)行了分析，建立了各個(gè)閉環(huán)的結(jié)構(gòu)框圖。進(jìn)行了傾角穩(wěn)定環(huán)的不同控制結(jié)構(gòu)的仿真和試驗(yàn)對(duì)比研究，確定了平臺(tái)穩(wěn)定回路的三環(huán)控制結(jié)構(gòu)。
　　3.為了解決編程過程中程序架構(gòu)、外設(shè)接口、全局變量、控制算法的快速實(shí)現(xiàn)和高效操作問題，研究利用快速原型技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)