基于DSP的无人机摄像跟踪平台系统设计与研究

摘要

随着现代社会科学技术和工业的发展，无人侦察机在军事及部分民用领域得到了较大的应用，这对无人侦察技术有了更广泛和迫切的需求。论文介绍了无人机侦察机和机载光电侦察设备的发展状况，叙述了研究摄像跟踪平台的作用和意义，给出了一种跟踪平台系统的设计方法。
　　 论文研究的主要以某侦察型无人机搭载的摄像吊舱为研究对象，给出了摄像跟踪平台的总体设计方案，并有针对性地设计了一个基于DSP的跟踪控制系统，研究了其控制方法，设计了系统的硬件电路和控制软件，实现了摄像平台的手动控制和自动跟踪功能。
　　 论文首先介绍了永磁同步电机及其控制系统的工作原理和控制方式，并根据电机及其速度环控制的特点，给出了一种改进的滑模算法和一类终端滑模控制方法，在Matlab环境下进行了电机控制系统的建模和仿真，验证了算法的有效性。然后给出了系统主要硬件电路的总体设计，其中重点介绍了DSP控制同步电机的驱动电路、系统电源供电电路、及串口通信电路等关键硬件电路，以及作为系统人机接口的操纵器电路，并就硬件电路设计中的设计方法和注意点进行了讨论。接着介绍了系统主要软件的总体设计，重点给出了DSP控制同步电机的控制程序，串口通信程序，以及操纵器的控制程序。另外，介绍了一种在串口通信中增强数据抗干扰能力并能确保通信安全的数据编码方法。
　　 最后，通过制作样机进行调试，利用实验验证了文章给出的控制方法，以及电源和通信电路等软硬件的正确性。