三轴测试转台控制系统设计.doc

目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1课题研究的背景与意义11.1.1无人机简介11.1.2转台在航空领域中的作用21.2现在转台的研究方向21.3本文的主要研究内容3第二章三轴测试转台原理及控制系统设计42.1三轴测试转台的结构及原理42.2三轴测试转台控制系统的原理52.3无刷直流电机的选择52.4无刷直流电机传递函数模型72.5无刷直流电机的PID控制9第三章三轴测试转台控制系统的实现133.1数据采集系统133.1.1常用的测速方法143.1.2数据采集原理153.2串口通信系统16第四章上位机软件开发214.1上位机控制软件选取214.2VisualBasic的功能特点214.3VisualBasic串行通信模块224.4上位机控制软件的主要功能234.5上位机软件流程244.6软件界面开发26第五章全文总结29参考文献30附录31一、VisualBasic程序31二、单片机程序35致谢38I摘要转台作为航空、航天等领域中进行半实物仿真和测试的关键设备，在飞行器的研制过程中起着极其重要的作用。转台的研究和制造对航空、航天工业和国防建设的发展具有重要的意义。本论文首先通过对三轴测试转台结构及原理的认识，本文设计了转台控制系统;并通过Simulink环境对直流无刷电机的调速系统进行了仿真分析。然后本文对AT89S52单片机进行了必要的介绍，并对AT89S52单片机的数据采集系统进行了分析，还对单片机与PC机的通信系统进行了设计。最后本文对上位机控制软件进行了设计。PC机通过VisualBasic6.0的MSComm控件与单片机之间建立通信协议。关键词：三轴测试转台；无刷直流电机；仿真；数据采集；通信协议中南大学本科毕业设计论文IIAbstractTurntableasakeyequipmentwhichisusedtosimulateandtestthesemi-objectsintheaviationaerospaceandotherfields,playsanextremelyimportantroleintheaerocraft'sdevelopmentprocess.Theresearchandmanufactureontheturntableisofgreatsignificancetoaviationandaerospaceindustryandthedevelopmentofnationaldefense.Firstly,thethesisthroughtheunderstandingofthree-axletable'sstructureandprinciple,thethesisdesignedaservocontrolsystemofturntable.ThespeedcontrolsystemofBrushlessDCMotorwassimulatedthroughSimulationenvironment.Then,thethesisintroducedAT89S52SCM(SingleChipMicrocomputer),andanalysedtheDataAcquisitionSystemoftheAT89S52SCM,andalsodesignedtheCommunicationSystemsbetweenPCandAT89S52SCM.Finally,thethesisdesignedthecontrolsoftwareofPC.ThroughMSCommcontrolofVisualBasic6.0,thecommunicationprotocolswasestablishedbetweenPCandAT89S52SCM.Keywords:three-axletable;BrushlessDCMotor;simulation;dataacquisition;communicationprotocol中南大学本科毕业设计论文第一章绪论3第一章绪论1.1课题研究的背景与意义1.1.1无人机简介无人机(UnmannedAerialVehicles,UAV)是当今世界上军用武器发展的一个热点。无人机通常是指无人驾驶、自主推进,由无线电遥控或自身程序控制,利用空气动力承载飞行并可回收重复使用的飞行器。20世纪60年代初,美国首先将无人机用于军事侦察,此后无人机先后参加了越南战争、中东战争、海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争及近期的伊拉克战争,均发挥了重要作用。海湾战争中,美国海军在“威斯康星”和“密苏里”号战列舰上配置了多架“先锋”舰载无人机,这些无人机出动500多次执行了情报侦察、战场监视、目标指示、战损评估等任务,取得了不俗的战绩。科索沃战争中,北约再次使用了大量无人机,美国的12架“