高鐵雪深多點(diǎn)測(cè)量云臺(tái)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、目前雪深單點(diǎn)測(cè)量不能完全反映出高速鐵路軌道內(nèi)積雪深度，基于云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)多點(diǎn)測(cè)量積雪深度，能夠彌補(bǔ)單點(diǎn)測(cè)量的不足。為滿足雪深多點(diǎn)測(cè)量精度要求，本文基于DSP設(shè)計(jì)二自由度伺服云臺(tái)，采用分?jǐn)?shù)階PlλDμ控制算法控制其轉(zhuǎn)動(dòng)精度，使云臺(tái)對(duì)負(fù)載變化具有較強(qiáng)魯棒性。本論文主要工作如下:
　　分析云臺(tái)的關(guān)鍵子系統(tǒng)。首先選出適合本云臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式和傳動(dòng)方式;其次建立無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型;然后采用D-H法對(duì)云臺(tái)位置、軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;最后確定云臺(tái)的控制

2、協(xié)議。
　　著重設(shè)計(jì)了云臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)。首先基于帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)云臺(tái)內(nèi)部零件進(jìn)行布局;其次分析云臺(tái)水平、俯仰運(yùn)動(dòng)控制原理;然后設(shè)計(jì)云臺(tái)編碼器安裝連接軸、水平和俯仰機(jī)械結(jié)構(gòu);最后進(jìn)行了樣機(jī)研制。
　　基于DSP芯片完成云臺(tái)控制硬件電路設(shè)計(jì)。主要包括驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、電源模塊、外圍接口電路、位置傳感單元設(shè)計(jì)、外擴(kuò)SRAM電路、串口通信電路等;最后完成云臺(tái)控制PCB板制作。
　　重點(diǎn)研究分?jǐn)?shù)階Plλ Dμ控制器對(duì)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制性能。