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基于步进电机的动中通伺服控制系统硬件设计(3)

时间:2025-06-04 22:03来源:99922
(4)第四章,对软件设计的操作平台进行了介绍,说明了软件设计的具体流程、任务分配和部分函数。 (5)第五章,对整个系统进行了调试,记录实验误

(4)第四章,对软件设计的操作平台进行了介绍,说明了软件设计的具体流程、任务分配和部分函数。

(5)第五章,对整个系统进行了调试,记录实验误差并用折线图进行了分析,得出了该设计满足任务书要求的结论。

2  车载动中通伺服系统总体设计

2.1  系统结构简介

木文所研究的动中通稳定伺服系统应用于车体,主要结构包含了基座、天线、陀螺、单片机及电机等设备。

当车体进行转向、受到颠簸等情况时,车上的天线平台会受到扰动,无法保持精准地指向某一方向,影响定位和与卫星的通讯。安装动中通稳定伺服系统可以克服外界扰动,实现精准定位。

2.2  需求分析

为了保持天线面朝某一方位,我们由此借助架构一个三维空间坐标系以便写出目标方位,这里我们采用球坐标系,要得出天线指定的位置,我们可以利用方位角,俯仰角两相来确立。要使天线转向,必须要用方位/俯仰电机带动,使电机转动的具体数据就需要cpu计算得出误差角,因为cpu输出的是弱电信号,无法直接推动电机跑起来,这里就用到了信号放大器(即电机驱动器)。控制器要得到误差角,就需要与天线此时的位置进行比较,由此就需要传感器采集信号。

2.3  总体方案

由以上总体设计方案可以看出车载动中通伺服系统由以下几个硬件模块组成:

(1)步进电机(方位/俯仰):带动天线转动;

(2)微控制器:计算出扰动量,并控制执行电机转动,使天线往反方向运动某一角度。通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位 ;

(3)驱动器:转换驱动信号;

(4)传感器:感应外界对天线的扰动,传输系统的方位和速度数据。

该动中通伺服系统的详细工作模式如下:MEMS(陀螺)识别天线的状态,反馈天线瞬时的角速度值,对测得的数值于时间上作积分就得到了瞬时角度值了 。控制器接收了数据后将天线的方位/俯仰 与初始的 比较得到误差角 ,再统过系统设计的控制算法计算出方位/俯仰电机的控制信息 。控制信号经过驱动器放大后送至驱动电机,电机再控制天线对准目标,由此构成了一个如图2.1所示的闭环控制系统。

基于步进电机的动中通伺服控制系统硬件设计(3):http://www.chuibin.com/zidonghua/lunwen_205645.html
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