DSP智能稳定操控系统设计+文献综述(4)
时间:2017-03-31 21:36 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2、支柱：支柱两端分别连接平台面和底座，支柱下端与底座固联，支柱上端通过万向节与平台相连； 3、万向节：万向节主要起到套筒和平台面、支柱和平台面活动连接，实现平台在任意方向上转动； 4、丝杠和套筒：通过丝杠的转动带动套筒的上下运动，以达到调节平衡的目的； 5、联轴器：连接丝杠与电机和丝杠与套筒； 6、电机：为实现平台运动提供动力； 7、底盘：底盘上装有伺服电机。工程中如果允许，将电机驱动器、电源等控制系统也装在底座上。底盘装在轮船或军用汽车上，固定住整个装置。 8、导向杆:使横摇运动系统和纵摇运动系统在一条直线工作，摩擦极小、可以忽略。 9、圆弧齿轮：通过齿轮传动使平台完成俯仰运动； 10、蜗轮蜗杆：通过蜗轮蜗杆使平台完成旋转运动； 稳定平台要求达到的技术指标如下表2.1所示: 表2.1 稳定平台的技术指标 负载质量 精细稳定平台质量 精细平台倾斜角 0-25kg 30 kg -30°-+30° 初级平台倾斜角 频率 精度 -30°-+30° 1Hz 0.5° 初级稳定平台中各个部件要求如下表2.2所示: 元件名称 直径（mm） 长度(mm) 平台面 800 / 支柱 50 600 丝杠 25 440 套筒 50 122 万向节 60 82 螺母 4.8 30 平台面厚度 7mm 电机离支柱轴中心距离 50mm 表2.2 稳定平台各部件要求表 图2.1三文两级稳定平台总体结构 2.2 三文两级稳定平台的的工作原理 初级稳定平台主要是用来调平，是通过伺服电机的转动从而驱动滚珠丝杠转动，因为万向联轴的抗扭矩作用，使得丝杠螺母达到了上下运动的目的，从而实现了纵摇传动和横摇传动，进而控制平台的转动。 初级稳定平台采用两轴稳定方案，设横轴为X轴，纵轴为Y轴。平台三轴呈等腰直角三角形分布，固定轴与平台顶面的交点为直角顶点，横摇轴和纵摇轴与平台顶面的交点为三角形另外两点。横摇、纵摇运动分别为沿着两条控制轴的运动，故平台控制系统可对横摇和纵摇两个方向的分别进行控制。由于两方向的运动过程基本相同，下面只对其中一个方向作说明。 平台调整的目的在于使平台顶面最终处于水平状态，当底盘产生一个方向的摆动时，如纵摇、横摇或两者综合。通过支柱传递到上方的平面台。平台面下方的加速度传感器和陀螺仪测出这种变化。从而输出一个信号给DSP芯片。通过软件算法算出姿态角，以及伺服电机需要转动的角度。从而输出相应的脉冲给伺服电机驱动器，驱动电机工作。伺服电机带动丝杠转动。丝杠上面的套筒被带动，套筒向上或向下移动，从而调节初级稳定平台稳定。整个过程是个收敛的过程，直到初级平台稳定下来，伺服电机才停止工作。 调节平台有两种情况，第一种情况是平台只在横摇（或纵摇）方向上发生倾斜，倾斜角为 ,而在纵摇（或横摇）方向上没有倾斜。此时只需要驱动横摇（或纵摇）方向的伺服电机，当 时，输出负的方向信号以及相应的脉冲，驱动电机旋转，带动丝杠1右旋，套筒1上升，与套筒相连的万向节上升，调节平台稳定。当 时，输出正的方向信号以及相应的脉冲，驱动电动机旋转，带动丝杠1左旋，套筒1下降，与套筒相连的万向节下降，调节平台稳定。第二种情况是平台倾斜时在横摇和纵摇方向上都有倾斜角分别是 和 ，此时根据 和 的值分四种情况讨论，调节详情见表格2.2。 (责任编辑：qin) |