【摘 要】
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近年来,航空航天领域中的卫星定位和导航系统研究也越来越深入,对卫星的定位和姿态模拟需要很高的精度,转台运动控制系统可以在室内完成模拟实验。新型材料的出现和制作工艺的提高,使得各类元器件的精度和可靠性得到了大幅提升,数字控制器的控制能力变强,相应的设备也有了更高的性能要求,尤其是当转台系统受到外界复杂环境的干扰时,对转台的精度和稳定性又有了更高的要求。在对国内外转台构成和控制方法研究的基础上,依据系
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近年来,航空航天领域中的卫星定位和导航系统研究也越来越深入,对卫星的定位和姿态模拟需要很高的精度,转台运动控制系统可以在室内完成模拟实验。新型材料的出现和制作工艺的提高,使得各类元器件的精度和可靠性得到了大幅提升,数字控制器的控制能力变强,相应的设备也有了更高的性能要求,尤其是当转台系统受到外界复杂环境的干扰时,对转台的精度和稳定性又有了更高的要求。在对国内外转台构成和控制方法研究的基础上,依据系统的性能指标及工作原理,设计了系统的总体控制方案,提出了一种以ARM CortexM4、FPGA和编码器为核心的高精度三轴转台运动控制系统。在硬件方面采用单片机STM32F427芯片作为系统的主控芯片,选择满足系统要求且性能较好的编码器、FPGA、驱动器、驱动电机类型,设计以控制器电路为主的硬件电路、驱动电路、控制面板电路、通讯电路和具有抗干扰能力的隔离电路。在软件方面设计下位机软件,通过单片机控制步进电机,设计正弦曲线加减速控制算法,运用PID控制算法实现对电机的精确定位,设计上位机控制软件,对系统进行实时监测和处理。在完成硬件和软件设计后,对转台精度和分辨率进行测试,对位置进行定位,解决了传统转台控制精度低、响应慢和运行不稳定的问题,符合系统的性能指标要求,实现了转台的精确运转。
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