运动平台定位与控制系统设计

论文摘要

运动平台的精确定位与控制是月球探测、火星探测等远距离无人探测的关键技术,它直接决定了探测任务的成败。论文针对高精度定位与控制问题,设计了基于超声波的运动平台定位与控制系统,实现了运动平台的运动控制。论文设计了以STM32F103为核心的运动平台定位与控制系统的硬件电路,包括ARM处理器、超声波发射、无线收发、平台指向检测、平台驱动器控制接口和电源等模块,采用圆周上均匀分置的6个超声波发射器,实现全指向覆盖;通过平台驱动器控制接口,实现了平台沿着指定轨迹的运动。给出了系统的软件流程,编程实现了无线命令/数据的收发、平台入轨控制、平台运动控制、平台指向处理、平台停车处理和平台定点停车处理等功能。收到平台运动命令时,根据平台当前位置和指向,实现了平台的入轨操作;收到定点停车命令时,通过对平台驱动器发送一系列控制命令,实现平台在指定位置以指定方向停车。结合平台运动的中控系统,对本系统进行了实际测试,结果表明本系统可以实现平台入轨控制、平台按指定轨迹运动、平台在指定位置按指定方向停车等功能,达到了系统的设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号对照表
• 缩略语对照表
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景和研究意义
•   1.2 国内外发展现状
•   1.3 论文的主要内容
• 第二章 运动平台定位与控制系统的设计基础
•   2.1 ARM处理器概述
•   2.2 微控制器常用的通信方式
•     2.2.1 UART通信方式
•     2.2.2 SPI通信方式
•     2.2.3 I2C通信方式
•   2.3 超声波传感器的应用基础
•   2.4 地磁传感器的工作原理介绍
•   2.5 本章小结
• 第三章 运动平台定位与控制系统的硬件设计
•   3.1 运动平台定位与控制系统的硬件组成
•   3.2 ARM处理器设计
•   3.3 超声波模块设计
•     3.3.1 超声波发射器结构设计
•     3.3.2 超声波发射电路设计
•     3.3.3 超声波接收器结构设计
•   3.4 无线收发模块设计
•   3.5 平台指向检测模块设计
•   3.6 驱动器控制接口电路设计
•   3.7 电源模块设计
•   3.8 运动平台定位与控制系统实物
•     3.8.1 PCB板
•     3.8.2 实物图
•   3.9 本章小结
• 第四章 运动平台定位与控制系统的软件设计
•   4.1 系统的软件设计方案
•   4.2 无线收发模块设计
•     4.2.1 无线收发模块的命令帧格式
•     4.2.2 无线数据发送模块
•     4.2.3 无线数据接收模块
•   4.3 平台入轨处理模块设计
•   4.4 平台运动控制模块设计
•     4.4.1 平台运动控制模块的命令帧格式
•     4.4.2 平台运动控制流程
•   4.5 平台位置处理模块设计
•   4.6 平台指向处理模块设计
•   4.7 平台停车处理模块设计
•   4.8 平台定点停车处理模块设计
•     4.8.1 定点停车的方案设计
•     4.8.2 定点停车处理流程
•   4.9 系统测试结果
•     4.9.1 平台运动控制功能的测试结果
•     4.9.2 定点停车功能的测试结果
•   4.10 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李波

导师: 楼顺天,郝保安

关键词: 平台定位,超声波定位,运动控制,定点停车,平台指向

来源: 西安电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,工业通用技术及设备,自动化技术

单位: 西安电子科技大学

分类号: TB559;TP273

DOI: 10.27389/d.cnki.gxadu.2019.002139

总页数: 89

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