海流傳感器標(biāo)定平臺(tái)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、海洋環(huán)境測(cè)量是國(guó)家海洋戰(zhàn)略實(shí)施的一項(xiàng)重要內(nèi)容,傳感器是海洋環(huán)境測(cè)量中一項(xiàng)必不可少的工具。但隨著測(cè)量深度的增加,常規(guī)海洋流速傳感器已很難滿足深海環(huán)境的測(cè)量需求,因此研制新型深海傳感器便成為了一項(xiàng)迫在眉睫的課題。本文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“可測(cè)上升流的三維瞬時(shí)海流傳感器研究”(NO.41076061)為背景,研制了可測(cè)上升流的三維瞬時(shí)海流傳感器的標(biāo)定平臺(tái)。
　　本文概述了海洋戰(zhàn)略的重要意義,強(qiáng)調(diào)該課題研究的必要性,明確了該課題研究的價(jià)

2、值與意義。通過(guò)對(duì)常規(guī)海流傳感器性能指標(biāo)及對(duì)海洋環(huán)境特殊性的研究,確定了標(biāo)定平臺(tái)所需要滿足的性能指標(biāo)。通過(guò)對(duì)性能參數(shù)的分析,確定了標(biāo)定平臺(tái)整體設(shè)計(jì)方案。
　　根據(jù)標(biāo)定平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)方案,分別從機(jī)械結(jié)構(gòu)、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)三個(gè)方面進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。確定了采用伺服電機(jī)帶動(dòng)高精度滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng),配合高精度測(cè)量工具,保證了機(jī)構(gòu)的裝配精度,從而為標(biāo)定平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度提供了基本保障;設(shè)計(jì)了以STM32作為主控芯片,并在其基礎(chǔ)之上搭建了芯片最小

3、系統(tǒng)、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、無(wú)線模塊于一體的控制器。并針對(duì)信號(hào)的干擾問(wèn)題,從干擾源、信號(hào)采集電路上對(duì)其進(jìn)行解決并取得良好效果;在控制系統(tǒng)軟件方面,設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的上位機(jī)操作界面。在下位機(jī)系統(tǒng)中,重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊及平臺(tái)速度位置控制算法。將PID算法運(yùn)用到控制系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)速度平穩(wěn)性控制及位置精確性控制的功能。
　　在平臺(tái)搭建好之后,對(duì)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化,并對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)做了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,驗(yàn)證了系統(tǒng)方案的可行性。對(duì)