步進電機的智能控制在自動聚焦中的應用研究.pdf

1、近年來，作為視頻監(jiān)控核心設備的一體化攝像機已經(jīng)隨處可見，其特點是小巧靈活、安裝方便。因此，本文以一體化攝像機為研究對象，對其控制系統(tǒng)進行了設計和實現(xiàn)。首先對一體化攝象機控制系統(tǒng)中的自動聚焦技術，步進電機結構原理和步進電機的控制技術等進行了研究。然后以單片機為主控制器提出了整個控制系統(tǒng)的硬件設計方案，在此基礎上對各個模塊的電路進行了詳細設計。接著介紹了步進電機軟件控制開發(fā)的流程和部分模塊的軟件設計。 本文通過頻域帶通法對CCD輸出

2、的視頻信號進行模擬帶通濾波，提取高頻分量，然后對高頻分量進行簡單運算來構建評價函數(shù)的一種方法，采用頻域帶通法搭建自動對焦系統(tǒng)具有運算簡單和成本低廉的優(yōu)點。針對傳統(tǒng)爬山算法存在的問題提出了改進模型，該模型采用兩次窮舉搜索即可確定最佳成像位置，第一次采用變步長粗略搜索，第二次用最小步長細掃。將改進的爬山算法用到基于單片機的自動對焦系統(tǒng)實驗平臺中，使系統(tǒng)在保證對焦精度的情況下極大地提高了對焦速度。 在理論上研究和推導出兩相混合步進電機

3、的升降頻曲線，以及在實際運行中步進電機升降頻理論的實現(xiàn)，尋找出最速控制的方法，并采用單片機軟件升降頻控制策略，解決了點位控制中的失步和兩相混合步進電機行程末端的機械沖擊問題。利用細分控制技術保證了電機運行的平穩(wěn)性，并進行了波形分析和理論研究。 模糊控制模仿人的決策能力和推理功能，是又一類智能控制的形式。本文研究了模糊控制理論及其軟件實現(xiàn)。控制參數(shù)根據(jù)不同的偏差要求，運用模糊PID控制而選擇不同的參數(shù)，從而改善各局部性能，促使整體