小型毫米波雷达移动试验台电控系统的设计与实现

发布时间：2017-09-14 10:34

  本文关键词：小型毫米波雷达移动试验台电控系统的设计与实现

  更多相关文章： 试验平台 电气控制系统 四自由度 组态监控

【摘要】：雷达作为现代信息技术的“眼睛”与“耳朵”,广泛应用与军事与国民生产领域。探地雷达能够提供地面目标信息与地理资料,在地质探测、公共交通、灾害搜救、军事安保等诸多领域发挥重要作用。探地雷达试验伴随着探地雷达发展需求日益增加,常规的探地雷达试验载体多为各式各样的飞行器,但由飞行器特性决定了常规雷达试验具有试验周期长、成本高、可重复性低等不足,因此,开发一套位于低空地面的雷达载体运动模拟试验系统十分必要。本文设计了一套位于建筑物顶部的雷达移动试验平台,通过电气控制系统完成对雷达移动试验平台水平、升降、旋转以及俯仰四自由度的运行控制,从而模拟飞行器的运动过程。具体研究内容如下:(1)分析电气控制系统的功能需求与控制结构,着重研究了相关课题的国内外研究现状与实现方案,结合本课题需求,提出并完善了基本设计思路。(2)电气控制系统总体方案设计,论证与确定了控制方案、驱动方案以及监控方案等电气控制系统的实现方式。其中选择电机驱动作为驱动力的提供方式,蜗杆传动以及链传动等多种方式作为其传动实现方式。(3)基于总体方案设计完成了雷达移动实验平台硬件与软件系统的设计与实现。选用PLC作为控制核心,通过控制程序完成对多种电机驱动器的控制,从而实现对四自由度运行电机的驱动与控制。同时,通过上位机HMI相关软硬件的组态监控设计,实现了对控制过程与控制参数的监视与调节。并且,设计了一套视频监控系统用于监视整个移动试验平台的运行过程与状态。(4)完成对雷达移动试验平台电气控制系统的硬件安装与软件调试,通过对硬件电路元器件的分布、连线、调试等以及对软件控制程序与控制算法的调试与优化,最终配合机械架构实现了一套可以交付使用并且功能完备稳定的基于小型毫米波雷达移动试验平台。
【关键词】：试验平台 电气控制系统 四自由度 组态监控
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题背景与研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势11-13
• 1.2.1 电气控制技术概述11-12
• 1.2.2 国内外研究现12-13
• 1.2.3 电气控制技术的发展趋势13
• 1.3 课题的研究目标与内容13-15
• 1.3.1 课题研究目标13-14
• 1.3.2 课题研究内容14-15
• 第二章 雷达移动试验台电控系统总体技术方案15-29
• 2.1 课题需求分析15-22
• 2.1.1 移动试验平台指标分析15-16
• 2.1.2 需求实现方式16-22
• 2.2 课题研究理论与技术分析22-25
• 2.2.1 自动控制理论22
• 2.2.2 伺服驱动器控制原理22-23
• 2.2.3 步进电机驱动控制原理23-24
• 2.2.4 三相异步电动机变压变频调速原理24-25
• 2.3 总体方案的论证与确定25-28
• 2.3.1 驱动控制总体方案25-26
• 2.3.2 视频监控系统方案设计26-27
• 2.3.3 PLC控制系统方案设计27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 雷达移动试验平台电控系统硬件电路的设计与实现29-53
• 3.1 电气控制系统的组成29-30
• 3.2 元器件选型30-39
• 3.3 电气控制系统供配电电路设计与实现39-43
• 3.3.1 电气控制系统供配电电路设计39-41
• 3.3.2 通信电路设计41-43
• 3.4 电气控制系统控制电路设计43-50
• 3.4.1 PLC控制电路设计43-46
• 3.4.2 水平运行控制电路46-47
• 3.4.3 升降运行控制电路47-48
• 3.4.4 旋转运行控制电路48-49
• 3.4.5 俯仰运行控制电路49-50
• 3.5 电气控制系统控制电路的实现50-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 雷达移动试验平台电控系统软件设计53-67
• 4.1 软件开发平台介绍53-55
• 4.1.1 PLC控制编程平台53-54
• 4.1.2 组态监控编程平台54-55
• 4.2 控制程序框架设计55-56
• 4.3 PLC控制程序设计56-63
• 4.3.1 轴初始化程序与调用程序56-58
• 4.3.2 手动运行程序58-60
• 4.3.3 自动运行程序60-63
• 4.4 组态监控程序设计63-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 雷达移动试验平台控制算法的仿真研究67-76
• 5.1 加减速控制算法67-70
• 5.1.1 梯形加减速算法67-68
• 5.1.2 S曲线加减速控制算法68-70
• 5.2 模糊PID控制算法70-75
• 5.3 本章小结75-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 研究总结76-77
• 6.2 工作展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果82-83

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