船載雷達穩(wěn)定平臺的設計.pdf

1、船在海上航行時，由于受到風浪、潮汐等氣象環(huán)境的影響，會不可避免的產(chǎn)生橫滾和俯仰運動，影響船載雷達設備的正常工作，穩(wěn)定平臺是一種安裝在運動載體上的裝置，具有隔離運動載體擾動的功能，因此，船載雷達穩(wěn)定平臺的研究具有重要的意義。
　　本文首先分析了船體運動對船載雷達設備的探測能力和方位分辨能力的影響，為船載雷達穩(wěn)定平臺的設計提供了理論依據(jù)，并據(jù)此得出了本文的設計目的和實現(xiàn)目標。根據(jù)雷達穩(wěn)定平臺的指標要求和功能分析，確定了穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的總

2、體方案，并完成了姿態(tài)信息采集單元、主控單元、執(zhí)行單元、穩(wěn)定機構(gòu)單元的設計。其中姿態(tài)信息采集單元重點對傳感器的原始數(shù)據(jù)進行檢測和分析，并完成了陀螺儀的零偏校正。針對加速度計靜態(tài)性能好而動態(tài)性能差，陀螺儀動態(tài)性能優(yōu)越而長時間會有累積誤差的特點，利用兩者優(yōu)勢互補以提高角度精確度。通過對互補濾波法、四元數(shù)法和卡爾曼濾波法三種姿態(tài)解算方法的對比和分析，確定使用四元數(shù)法來完成最終姿態(tài)角的獲取。然后，在穩(wěn)定平臺系統(tǒng)總體方案設計的基礎上，為了驗證設計方

3、案的合理性，安裝實現(xiàn)了基于前述設計的穩(wěn)定平臺樣機。根據(jù)穩(wěn)定平臺樣機的尺寸和各器件的布局確定了主控制板的大小，完成了系統(tǒng)硬件的設計，包括系統(tǒng)硬件原理圖的設計，最小系統(tǒng)的搭建和PCB設計，并完成了系統(tǒng)板的焊接和調(diào)試。針對穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的自身特點，完成了軟件系統(tǒng)設計，實現(xiàn)了姿態(tài)傳感器和微處理器之間的通信以及對電機的有效控制。
　　最后在實驗室環(huán)境下對穩(wěn)定平臺樣機進行了動態(tài)實驗和執(zhí)行效果實驗，實驗表明，當穩(wěn)定平臺樣機的下臺面擾動時，上臺面能