| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-18页 |
| 1.1 本课题选题背景及意义 | 第12页 |
| 1.2 国内外高稳定性云台的研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.1 国内外云台控制器的研究现状及分析 | 第12-13页 |
| 1.2.2 国内外稳定云台应用发展现状 | 第13-14页 |
| 1.2.3 机载云台控制研究现状及分析 | 第14-15页 |
| 1.2.4 遗传算法的发展及其概述 | 第15页 |
| 1.3 论文的主要研究内容及其结构 | 第15-18页 |
| 第2章 航拍云台系统总体设计 | 第18-25页 |
| 2.1 航拍系统组成及其工作原理 | 第18-22页 |
| 2.1.1 云台框架结构 | 第19-20页 |
| 2.1.2 TL68A00直流无刷电机 | 第20页 |
| 2.1.3 云台控制器BruGi V3.0 | 第20-21页 |
| 2.1.4 云台传感器MPU6050 | 第21页 |
| 2.1.5 RC接收机与遥控器 | 第21-22页 |
| 2.2 直流无刷电机的控制设计 | 第22-24页 |
| 2.2.1 直流无刷电机的正弦波控制 | 第23-24页 |
| 2.3 本章小结 | 第24-25页 |
| 第3章 两轴云台数学模型的建立 | 第25-35页 |
| 3.1 云台系统建模假设条件 | 第25页 |
| 3.2 两轴云台结构简介 | 第25-26页 |
| 3.3 云台坐标系建立 | 第26-30页 |
| 3.3.1 云台框架概念定义 | 第26页 |
| 3.3.2 坐标系建立 | 第26-28页 |
| 3.3.3 各框轴间的坐标变换 | 第28-30页 |
| 3.4 直流电机以及负载框架数学模型建立 | 第30-33页 |
| 3.4.1 直流电动机的电流环模型 | 第31-32页 |
| 3.4.2 无刷直流电机PWM功率放大 | 第32-33页 |
| 3.4.3 陀螺仪 | 第33页 |
| 3.5 稳定云台控制回路模型 | 第33-34页 |
| 3.6 框架轴的主要干扰分析 | 第34页 |
| 3.7 本章小结 | 第34-35页 |
| 第4章 云台控制器的设计 | 第35-51页 |
| 4.1 云台稳定控制设计 | 第35-38页 |
| 4.1.1 稳定模型分析 | 第35-36页 |
| 4.1.2 云台稳定回路参数计算选取 | 第36-38页 |
| 4.2 两轴云台稳定性能指标 | 第38-39页 |
| 4.3 未校正稳定环的分析 | 第39页 |
| 4.4 经典PID控制与数字PID控制算法 | 第39-42页 |
| 4.4.1 经典PID算法 | 第40-41页 |
| 4.4.2 数字PID控制算法 | 第41-42页 |
| 4.5 PID控制器参数的选择 | 第42-47页 |
| 4.5.1 遗传算法流程 | 第42-43页 |
| 4.5.2 遗传算法改善 | 第43-44页 |
| 4.5.3 遗传算法PID参数寻优过程 | 第44-47页 |
| 4.6 基于改进遗传算法的PID控制优化实现 | 第47-50页 |
| 4.6.1 控制系统仿真和参数的寻优 | 第47-50页 |
| 4.7 本章小结 | 第50-51页 |
| 第5章 云台控制系统Gimbal Controller硬件简介 | 第51-60页 |
| 5.1 Gimbal Controller概述 | 第51页 |
| 5.2 Gimbal Controller硬件设计 | 第51-56页 |
| 5.2.1 Gimbal Controller实物结构 | 第51-53页 |
| 5.2.2 BURGI V3的原理图设计 | 第53-56页 |
| 5.3 BURGI V3硬件配置及传感器 | 第56-57页 |
| 5.3.1 BURGI V3的配置连接 | 第56页 |
| 5.3.2 MPU6050 | 第56-57页 |
| 5.4 BURGI V3软件开发环境 | 第57-59页 |
| 5.4.1 BURGI V3上位机软件介绍 | 第57-58页 |
| 5.4.2 Arduino | 第58-59页 |
| 5.4.3 Atmel Studio 6.2 | 第59页 |
| 5.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第6章 BruGi云台控制板的系统软件硬件改进设计 | 第60-65页 |
| 6.1 BruGi软件的改进及解析 | 第60-63页 |
| 6.2 BRUGI的硬件改进 | 第63-64页 |
| 6.2.1 BRUGI的防电源反接电路优化 | 第63-64页 |
| 6.3 本章小结 | 第64-65页 |
| 第7章 云台控制系统的调试验证 | 第65-69页 |
| 7.1 云台调试系统的搭建 | 第65-66页 |
| 7.1.1 建立上位机连接配置 | 第65-66页 |
| 7.2 云台实时调试稳定分析 | 第66-67页 |
| 7.3 实际航拍实验 | 第67-68页 |
| 7.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 结论 | 第69-71页 |
| 附录Ⅰ PID控制程序 | 第71-73页 |
| 附录Ⅱ CRC校验程序 | 第73-76页 |
| 参考 文献 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78-79页 |
| 攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文 | 第79页 |
