基于DSP光电吊舱控制系统设计

发布时间：2020-03-31 21:16

【摘要】：随着无人机行业的发展,光电吊舱在目标跟踪等领域得到了广泛的应用,如何保持光电吊舱高的稳定精度,以提升高清相机等光电设备的成像效果,已成了研究人员广泛关注的话题。本文采用自抗扰控制技术,设计并实现了一种能够在恶劣环境下,保持高稳定精度的光电吊舱控制系统。在对吊舱控制系统设计工程中,首先根据吊舱的应用环境及应用需求,对系统的整体设计方案进行分析与权衡,确定使用32位浮点型TMS320F28335数字信号处理器,IG-500E陀螺仪以及90LYX01力矩电机等关键器件,吊舱的机械结构采用经典的两轴两框架机械结构以减少飞行器带来的机械振动。该系统的硬件平台设计采用模块化设计思想,根据平台各部分功能特性选择关键电子器件,通过对电子器件的电气特性分析,设计相应硬件电路。根据系统硬件平台属性及功能编写系统软件平台。该软件平台根据其功能,主要包含上位机数据交互部分,传感器数据采集处理部分以及控制算法部分。由于控制系统需要较高的实时性,传感器数据采集部分采用中断处理机制,以保证快速获取采集数据,为算法控制器提供快速稳定的数据流。上位机数据交互部分采用串行异步通讯方式完成控制数据的传输,以保证控制系统与上位机数据交互的稳定性。根据控制系统振动台测试数据表明,DSP数据处理单元能够准确获取传感器数据,系统通讯接口工作正常,自抗扰控制算法运行良好,能够有效地抑制外部干扰,其稳定精度能够达到30?rad能够满足实际的控制要求,并且不会明显影响DSP的运行速度。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP273

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