重力仪稳定平台是一种机载仪器支撑平台,用于实现重力仪在工作过程的水平稳定,减小载机姿态扰动和振动对重力仪工作的影响,保证重力仪的测量精度。该稳定平台作为典型的机电一体化精密伺服装置,由机械平台和伺服控制系统两部分组成,其中控制系统一般采用嵌入式计算机系统或数字信号处理器作为核心计算单元。传统的编程方法以人工直接代码编程为主,编程效率低,人员工作量大。本文以重力仪稳定平台的控制系统为对象,开展控制器底层程序代码的快速自动生成方法研究。研究目的在于通过快速原型技术实现稳定平台的嵌入式控制,掌握控制程序代码的自动生成方法。以代替传统的人工低效编程方式,为类似机电系统底层控制软件的灵活高效开发提供新的技术途径。本文的研究内容主要有以下几个方面:1.针对重力仪的使用需求,对稳定平台进行了需求分析和方案设计。针对重力仪稳定平台的应用特点,从研制任务需求开始分析,制定了系统的整体方案,分析了系统关键的传感器件选型过程。从结构布局、硬件方案及设计要求和软件架构及流程对系统机电一体化的总体框架进行了搭建。2.为了在设计阶段分析、预测系统的伺服性能,建立了稳定平台水平俯仰轴的动力学和控制模型,并对模型的有效性进行了验证。对倾角稳定环进行了分析,建立了各个闭环的结构框图。进行了倾角稳定环的不同控制结构的仿真和试验对比研究,确定了平台稳定回路的三环控制结构。3.为了解决编程过程中程序架构、外设接口、全局变量、控制算法的快速实现和高效操作问题,研究利用快速原型技术实现系统的设计与程序的快速生成。根据平台的硬件设计方案,利用Simulink中DSP支持库在仿真模型中添加了硬件驱动模块,设计并建立了系统的快速控制原型。4.为了验证快速原型方法的可行性和有效性,利用已有条件进行了伺服电机单轴速度控制半实物仿真实验,以及嵌入式控制程序自动生成及下载运行实验,初步验证了快速原型设计方法的可行性和自动生成代码的有效性。