车载转运平台及自动调平控制系统的研究

发布时间：2017-10-20 05:46

  本文关键词：车载转运平台及自动调平控制系统的研究

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【摘要】：目前车载转运平台及自动调平系统在军用和民用中都发挥着很重要的作用,例如机动性车载雷达、车载导弹、光电经纬仪、船舶制造等。本文的车载式转运平台,在行驶中以电动机作为动力源;以DSP作为自动调平系统的控制核心,同时使用高精度的角度传感器和数据采集模块,构成了一个四点式的电动驱动车载行驶和自动调平的系统。该系统不但可以转运一些高精度的设备,而且有助于实现自动化调平,提高效率。首先,介绍了车载转运平台的整体结构,包括台架、转向系统、制动系统、悬架及动力系统等。然后对车载平台的动力性进行分析,根据车载平台的整体参数等设计要求,选择电动机的性能参数及电池容量等。其次,在调平系统的设计中,对调平系统的基本理论进行分析,建立了静力学模型,为自动调平控制系统的研究奠定了理论基础。根据数学模型理论及矩阵变换原理,提出了自动调平的控制策略,在此基础上得出各个支腿所运动的距离与车载平台倾角之间的关系式。然后针对自动调平系统的硬件构成及工作过程,设计并搭建了硬件平台:车载式自动调平的平台。同时建立了自动调平控制的仿真模型,通过对仿真结果的分析,验证了本文调平策略的可行性。在软件设计部分,详细讲解了软件设计及程序编写过程,在软件设计上使用了模块化,增强了程序的易读性。该系统的主要模块包括:电机模块、键盘驱动模块、数据采集模块、滤波模块以及消除“虚腿”模块。最后对车载平台的动力性和自动调平系统进行了实验,其中调平实验包括消除“虚腿”实验和自动调平实验这两个部分。通过对实验与仿真结果的分析,得出本系统的结果满足设计要求。
【关键词】：动力匹配 自动调平 控制器 矩阵变换 步进电机
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463;TJ810.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-12
• 1.1 研究的背景9
• 1.2 国内外研究的现状9-11
• 1.2.1 国外发展情况9-10
• 1.2.2 国内发展情况10-11
• 1.3 设计要求和主要研究内容11-12
• 1.3.1 设计要求11
• 1.3.2 本文主要研究内容11-12
• 2 车载平台动力系统参数匹配设计12-19
• 2.1 车载平台简介12-13
• 2.2 车载平台的驱动力与行驶阻力13-15
• 2.3 行驶驱动系统设计要求15-17
• 2.4 控制器与电池组的选择17-18
• 2.5 本章小结18-19
• 3 车载平台调平策略研究19-29
• 3.1 车载平台的静力学模型19-23
• 3.1.1 平台水平的静力学建模20
• 3.1.2 平台在非水平的静力学建模20-23
• 3.2 车载平台调平策略23-26
• 3.2.1 目前常用的几种调平控制策略23-26
• 3.2.2 调平方法的确定26
• 3.3 消除“虚腿”的解决方案26-28
• 3.3.1 虚腿产生的原因及危害26-27
• 3.3.2 目前消除虚腿的方案27-28
• 3.3.3 本文提出的消除虚腿的方案28
• 3.4 本章小结28-29
• 4 车载平台调平控制系统硬件设计与仿真29-45
• 4.1 自动调平系统硬件设计30-37
• 4.1.1 控制器30-31
• 4.1.2 支腿升降装置31-32
• 4.1.3 步进电机及驱动器32-33
• 4.1.4 倾角传感器与信号采集器33-36
• 4.1.5 逆变器36-37
• 4.1.6 多功能抗混滤波放大器37
• 4.2 调平控制系统在Simulink中的建模仿真37-44
• 4.2.1 步进电机的建模及仿真38-39
• 4.2.2 传动系统的建模仿真39-41
• 4.2.3 控制策略模型的建立与仿真41-44
• 4.3 本章小结44-45
• 5 调平控制系统软件的设计45-60
• 5.1 CCS平台设计45-46
• 5.1.1 软件开发的前期准备工作45-46
• 5.1.2 软件开发环境与流程46
• 5.2 软件模块化设计46-59
• 5.2.1 电机模块设计47-50
• 5.2.2 键盘驱动模块50-53
• 5.2.3 数据采集模块设计53-56
• 5.2.4 滤波模块设计56-58
• 5.2.5 消“虚腿”模块58-59
• 5.3 代码烧写入Flash固化59
• 5.4 本章小结59-60
• 6 自动调平及动力性实验60-65
• 6.1 车载平台动力性实验60-61
• 6.2 调平控制实验61-64
• 6.2.1 实验准备61-63
• 6.2.2 消除“虚腿”实验63
• 6.2.3 调平实验63-64
• 6.3 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果68-69
• 致谢69-70

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本文编号：1065584