两自由度航拍云台控制系统设计

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1、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学两自由度航拍云台控制系统设计序号（学号）：021240323长春大学 毕业设计（论文）两自由度航拍云台控制系统设计姓名徐志强学院电子信息工程学院专业电气工程及其自动化班级12403指导教师曹福成2016年6月1日i┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学两自由度航拍云台控制系统设计两自由度航拍云台控制系统设计摘要：本文提出了二自由度航拍云台，以现有的单片机技术和控制理论为依托，研究如何从硬件和软件两方面，

2、让系统能够满足航拍的功能。硬件核心处理器采用的是TSM320F2812芯片，云台驱动源采直流电机，在传感器的选择上面选用了编码器和加速度陀螺仪对云台进行精准的位置和姿态分析。论文采用模块化的设计理念，通过外围电机驱动电路来驱动直流电机，实现电机的正转与反转。运用PID算法来调节PWM输出，保证了云台的匀速、稳定、精确运行。关键词：二自由度云台；TSM320F2812；编码器；直流电机；PID控制算法i┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学两自由度航拍云台控制系统设计DesignofCon

3、trolSystemofTwoDegreesofFreedomofTheAerialPlatformAbstract:Twodegreeoffreedomaerialplatformisproposedinthispaper.Toexistingmicrocontrollertechnologyandcontroltheoryrelyingon,studyhowtofromtwoaspectsofhardwareandsoftwareallowsthesystemtocansatisfytheaerialfunction.Usingh

4、ardwarecoreprocessorchipTSM320F2812.PantiltdrivesourceDCmotor,ontopofthesensorselectionchoosestheencoderandgyroscopeaccelerationofPTZforaccurateanalysisofpositionandgesture.Themodulardesignconcept,throughtheperipheryofamotordrivingcircuittodrivetheDCmotor,themotorforwar

5、dandinversion.UsingPIDalgorithmtoadjustthePWMoutput,toensurethattheheadoftheuniform,stableandaccurateoperation.Keywords:Twodegreeoffreedomplatform;TSM320F2812;encoder;DCmotor;PIDcontrolalgorithmi┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学两自由度航拍云台控制系统设计目录第1章绪论11.1二自由度航拍云

6、台11.2研究的背景和意义11.3国内外的研究现状21.4本课题的研究主要内容3第2章系统总体设计方案42.1云台基础42.2电机驱动方式及传感器的选择42.3角度检测装置的选择52.4总体控制方案62.5小结8第3章云台控制系统的硬件设计93.1DSP芯片93.2电机驱动电路设计103.3电源模块设计113.4CPU外围接口电路设计123.5传感器单元设计143.6串口单元设计163.7小结17第4章云台的软件部分184.1系统流程图184.2控制器的研究与算法19第5章结束语23致谢24参考文献25附录26┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

7、┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学两自由度航拍云台控制系统设计1共35页第页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学两自由度航拍云台控制系统设计第1章绪论1.1二自由度航拍云台云台是一种安装、固定摄像装置的支撑设备，它主要起到联结摄像装置与支撑物的作用。它的英文名叫做Pan-Tilt（简称PT），作为一种机械装置它的旋转方向主要有水平和竖直两个方向。目前二自由度云台主要用于监控、航天拍摄拍摄和卫星拍摄等运动的图形和一些事物的信息拍摄当中，它可以更直接更方便的采集

8、信息，同时也能够使采集的信息内容更加的丰富等等。目前在航空航天的一些机械装置中也利用云台来实现更大视野范围内的扩展。目前固定云台和电动云台是主要的两种云台。固定云台比较局限，只能监视房屋、楼道、建筑物和需要保护的重要地方