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题目:微小型无人机航摄稳定平台控制系统研究

关键词:航摄稳定平台,微小型无人机,MEMS,控制系统,水平姿态稳定

  摘要

航摄稳定平台是微小型无人机(MUAV)遥感系统的重要组成部分,它为成像载荷提供姿态稳定的成像环境,是遥感领域重点发展的技术之一。本文针对微小型无人机的航摄任务特点,以小体积、轻重量、低功耗、快响应为设计原则,设计并实现了一种双轴航摄稳定平台,完成了成像载荷的实时水平姿态稳定控制。本文完成的主要工作如下:1. 设计了航摄稳定平台总体方案。根据航摄任务特点,完成了平台的总体结构设计、软硬件方案设计和关键元器件选型。设计了航摄稳定平台的机械结构。根据机载应用环境特点,综合考虑空间位置、系统可靠性、适应性和安装精度等要求,设计了机械结构并完成了有限元分析。2. 完成了航摄稳定平台控制系统硬件电路的设计。根据控制系统的硬件设计方案,搭建了MEMS(Micro Electromechanical System)加速度计信号采集板、以AT91RM9200为主CPU的核心信息处理板、步进电机驱动板,并通过了调试,为后续软件算法的设计打下了基础。3. 完成了航摄稳定平台控制系统的软件设计和算法编程。编写了与ARM处理器相关的硬件配置及驱动程序,设计了加计信息采集、加计数据标定及滤波处理、MGNC((Micro Guidance, Navigation and Control))导航数据接收及处理、加计调平算法和水平跟踪算法等程序,实现了水平姿态稳定的控制功能。4. 进行了航摄稳定平台控制系统的转台试验验证和飞行试验验证。试验结果表明,该控制系统基本实现了预定的水平姿态稳定控制功能。