基于STM32的三轴车载稳定跟踪平台设计与实现

V0 1 I 3 8 . No . 1 2De c. 201 3

火力与指挥控制F i r e C o n￣ o l&C o mma n d Co n t r o l

第3 8卷第 1 2期 2 0 1 3年 1 2月

文章编号： 1 0 0 2— 0 6 4 0 ( 2 0 1 3 ) l 2一 O l 6 4— 0 3

基于 S T M3 2的三轴车载稳定跟踪平台设计与实现孟海磊，王志胜

(南京航空航天大学自动化学院，南京 2 1 0 0 1 6 )摘要：针对三轴车载稳定跟踪平台准确跟踪和快速响应的性能要求，方便调试易于操作的使用要求，设计了

以S T M3 2为核心控制芯片通讯控制板的平台稳定系统，分析研究了改进型 P I D控制算法。该稳定跟踪平台控制结构

简单，系统响应动态性能较好。实验结果表明，系统能够较好满足性能指标的要求。关键词：稳定跟踪平台，通讯控制板，伺服驱动器，改进型 P I D中图分类号： T P 2 7 2 文献标识码： A

De s i g n a n d I mp l e me n t a t i o n o f Th r e e - Ax i s Ve h i c l e - Bo r n e S t a b i l i z e d Tr a c k i n g P l a t f o r m Ba s e d o n S TM 3 2MENG Ha i -l e i, W ANG Z hi -s h e n g

( C o l l e g e o fA u t o m a t i o nE n g i n e e r i n g, Na n j i n gU n i v e r s i t yo fA e r o n a u t i c s a n dAs t r o n a u t i c s, N a n j i n g 2 1 0 0 1 6, C h i n a )

Ab s t r a c t:T o me e t t h e d e ma n d o f a c c u r a t e l y t r a c k a n d r e s p o n d q u i c k l y o f t h r e e— a x i s v e h i c l e— b o r n e s t a b i l i z e d t r a c k i n g p l a t f o r m。 t a k i n g i n t o a c c o u n t t h e r e q u i r e me n t s o f t h e e a s y— t o— d e b u g a n d e a s y— t o - o p e r a t e, t h e r e b e a p

l a t f o r m s t a b i l i z a t i o n s y s t e m h a s b e e n d e s i g n e d, wh i c h h a s u s e d t h e S T M3 2 a s c o r e c o n t r o l c h i p d e s i g n e d a c o mmu n i c a t i o n c o n t r o l p a n e 1 .Us e d t h e i mp r o v e d P I D c o n t r o l a l g o r i t h m a c h i e v e t h e r e a l i z a t i o n o f s o f t w a r e . T h e t r a c k i n g p l a t f o r m h a s t h e s i mp l e c o n t r o I s t r u c t u r e a n d t h e b e t t e rd y n a mi c pe r f o m a r n c e, e a s y- t o-d e b ug a n d e a s y- t o- o p e r a t e .Th e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t ha t t he

s y s t e m h a s a b e t t e r me e t t h e d e ma n d o f p e f r o r ma n c e i n d i c a t o r s . Ke y wo r d s: s t a b i l i z e d t r a c k i n g p l a t f o r m, c o mmu n i c a t i o n s c o n t r o l p a n e l, s e i T o d r i v e r, i mp r o v e d P I D

引 言稳定跟踪平台是车载、舰载等跟踪系统的重要组成部分，广泛用于武器制导等军事领域和环境监测等民用领域[ 。稳定平台在工作的过程中，能够稳定跟踪地理坐标系[。本文采用美国 C O P L E Y公

轴稳定平台系统是较好地选择方案。本文设计采

用以支架式底座为主体的三轴正交的 U O O框架结构[ 4 l。 1 . 1 稳定跟踪平台控制结构设计

传统的稳定平台每个轴上都装配有速率陀螺， 用来敏感该轴姿态变化，这样的设计不仅有多个数

司的 A c c e l n e t系列产品作为伺服驱动器，设计基于 A R M控制器的通讯板，实现了较容易调试和使用

的三轴车载光电稳定跟踪平台。

据源之间的融合难度，也增加了调试使用的复杂度。基于本项目工作环境的限制，控制结构在传统的基础上加以改进，使用了功能集成的 C O P L E Y伺服驱动器。利用了伺服驱动器内部集成的三环控制方式，减轻了基于 A R M的通讯控制板的数据处理压力，实验操作表明，该控制结构易于使用，方便调试。整个稳定跟踪平台控制结构连接关系图如下页图 1所示。

1 稳定跟踪平台控制结构设计及工作原理载车行进时，其方位、俯仰和横滚姿态都将发生变化，通过对各种不同框架形式的特点分析，三收稿日期： 2 0 1 2— 0 9— 2 4 修回日期： 2 0 1 2— 1 1 - 2 6

作者简介：孟海磊( 1 9 8 7 - )男，河南商丘人，硕士研究生。研究方向：车栽光电跟踪稳定平台的控制。

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