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2.5 传感器选型 10
3 上位机用户端界面设计 12
3.1 上位机概述 12
3.2 Visual Basic概述 12
3.3 字符与十751进制 13
3.4 串口通信 13
3.5 用户端界面设计 14
3.6 设计发送和接收流程图 18
4 上位机用户端控制结构设计 20
4.1 通信接口参数设置 20
4.2 姿态信号处理 21
4.3 控制算法解算和执行 23
4.4 超声电机实时控制 25
5 系统实验及分析 28
5.1 上位机向传感器发送读姿态信息 28
5.2 传感器接收并答复信息给上位机 29
5.3 上位机向电机驱动器发送指令信息 30
5.4 实验分析 34
结论 35
致谢 36
参考文献 37
1 绪论
1.1 研究背景及意义
稳定平台技术是通过平台反方向的摇摆运动来克服平台的姿态变化，在载体机动状态下建立稳定的基准面，从而使其相对于惯性空间保持方位不变[1]。就目前研究的情况，设计平台的稳定回路时，当实际系统比较复杂，难以分析时，可以将其看成是线性系统进行分析和设计[2]。目前而言，稳定平台应用范围比较广泛，主要包括在现代武器装备和民用设施中，特别是在舰载车载炮火系统、导弹发射平台系统、惯性导航系统和雷达跟踪系统等。另外，在航空侦察摄影观测设备、机载目标指示器、空间遥感探测和海底声纳探测等深海作业场合[3]，对于稳定跟踪平台的应用也非常广泛。因此，对于稳定平台的研究，各国都非常重视，因此都投入了大量的人力、物力和财力[4]。
稳定平台系统涉及的领域很多，包括机构运动学、机械设计技术、信号分析与处理技术、传感器应用技术、惯性导航技术、数据采集技术等学科，在军事和民用工业上应用范围非常广泛。例如：在军事应用方面，如图1.1所示，在弹(箭)制导导系统中，为了提高引头在行迸间的发射命中率，需要引头跟随主稳定轴对目标进行瞄准，避免弹体角运动对武器射击线引起的扰动，因此必须通过稳定跟踪平台进行干扰的处理，获取稳定的目标图像，提高目标命中率[5]；如图1.2所示，在舰载雷达系统中，舰载雷达经常会受到舰船行进以及风浪等外界因素的影响，导致导航精度受到严重的干扰，为了保证雷达能够获取正确的信息，需要稳定系统来将这些干扰进行隔离[6]。
在民用方面，如图1.3所示，飞机由于在飞行的过程中的高频抖动对摄影效果产生严重的影响，导致摄影画面严重的不清晰，为了能够使摄影设备拍摄的画面清晰和稳定，必须通过稳定伺服系统将飞机飞行过程中的高频抖动对摄影机的影响进行隔离[7]；另外，机载天线也是用到了稳定伺服系统才能够在外界干扰的情况下正常的接收信号；在环境监测设备、消防抢险救灾设备、车辆或者船舶移动卫星通讯设备等系统中，也是利用了具有稳定跟踪能力的平台才能使这些设备在受到干扰时能够正常的工作。因此可以看出，稳定平台使用范围非常广泛，无论是在军事应用上还是在民用方面，它的作用是非常巨大的。
1.3 航空摄影
1.2 稳定平台国内外发展概述
1.3 本文主要研究内容
本次论文对以下内容进行了研究：