云台控制系统控制仿真

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控制系统实时仿真解决方案

dSpace控制系统实时仿真解决方案c利用MATLAB与Dspace开发平台，控制系统仿真平台的开发测试流程步骤如下：被控对象的理论分析及数学描述这是离线仿真的第一步，用线性或非线性方程建立控制系统数学模型，该方程应能用MATLAB的m-file格式或Simulink方框图方式表示，以便于用MATLAB/Simulink进行动态分析。

当部分被控对象难于用理论方法描述时，可以结合MATLAB的系统辨识工具箱和Simulink参数估计模型库来辅助进行系统建模。

控制系统建模当被控对象的模型搭建完毕之后，可以用MATLAB的控制系统工具箱等工具分析被控对象的响应特性，然后根据这些响应特性为其设计控制器。

离线仿真与优化模型建立之后，可以通过离线仿真查看控制系统的时域频域性能指标，通过对离线仿真结果的分析来优化控制系统仿真平台的算法或被控对象的模型，使系统的输出特性尽可能的好。

当这一步完成之后，就要将离线仿真过渡到实时仿真了。

用真实的硬件接口关系代替Simulink中的逻辑联接关系由于实时仿真中需要与硬件通讯，所以需要在Simulink方框图中，从RTI库用拖放指令指定实时测试所需的I/O(A/D转换器，增量编码器接口等)，并对I/O参数(如A/D电压范围等)进行设置。

自动代码生成与下载这是从离线仿真到实时仿真的关键，当用户用传统的方法进行开发的时候，从控制算法到代码实现需要手工编程，这一步会耗去很长时间，但当用户采用MATLAB+dSPACE这一整体解决方案时，只需用鼠标选择RTW Build，就可以自动完成目标系统的实时C代码生成、编译、连接和下载。

即使是复杂的大型控制系统该过程一般也只需几分钟左右。

实验过程的全程自动化管理用ControlDesk试验工具软件包与实时仿真系统进行交互操作，如调整参数，显示系统的状态，跟踪过程响应曲线等。

通过实时测试可以确定系统的一些重要特性。

与MATLAB结合进行参数优化如果需要，利用MLIB/MTRACE从实时闭环系统获得数据，并将该数据回传给用于建模和设计的软件环境(如：MATLAB)，由MATLAB根据一定的算法计算下一步控制参数并通过MLIB/MTRACE将参数送给实时系统，实现参数的自动寻优过程。

基于STC单片机的云台控制系统设计

摘要根据此次论文的设计所研究的是单片机的云台控制系统设计，其实就是以单片机为控制器，设计一个云台控制系统，并且配合步进电机完成物体的水平竖直运动，使云台按期望的方式运行。

使用微控制器云台控制器构成不仅具有控制精度高，控制灵活，编程简单，功耗低，可靠性高，和一些新的微控制器更可在线编程，无需从工作环境的更新可以被剥离出来的微控制器，以方便软件维护以及如果需要，通过在上进行协同控制两个方向上预先设定的自动驱动电机。

关键词: STC单片机；云台控制；步进电机；液晶显示；并口通信；调试AbstractIn view of this thesis design is the study of the single chip microcomputer yuntai control system design, is actually with the single chip processor as the controller, a yuntai control system design, and cooperate with stepper motor complete horizontal vertical movement of the object, make yuntai run the ing single-chip computers.the yuntai controller not only has high control accuracy, flexible control, simple programming, low power consumption, high reliability, etc, and some new type single-chip microcomputer has more online programming function, without the single chip microcomputer program updates can be spun off from the work environment, convenient for software maintenance, and can according to need, by preprogrammed program automatically on the drive motor of the two directions of coordinated control.Key words:on STC microcontroller; Yuntai control; Stepping motor; Liquid crystal display; Parallel port communication; Debugging.目录第1章绪论 (1)1.1 云台 (1)1.2 单片机................................................................................ 错误！未定义书签。

基于单片机的云台控制系统设计

基于单片机的云台控制系统设计摘要本文介绍了一种基于单片机的云台控制系统设计方法。

本系统能够对云台进行控制，实现俯仰和方位两个方向的旋转。

该控制系统采用STM32F407单片机作为主控制器，通过串口通信和PWM信号控制两个直流电机的运动实现云台的旋转。

该系统具有稳定性高、控制精度高和响应速度快等优点，在实际应用中具有广阔的应用前景。

关键词：单片机，云台控制，串口通信，PWM信号控制，电机运动AbstractThis paper introduces a design method of a single-chip microcontroller-based pan-tilt control system. The system can control the pan-tilt to achieve rotation in two directions: pitch and azimuth. The control system adopts STM32F407 MCU as the main controller, and controls the motion of two DC motors through serial communication and PWM signal to achieve the rotation of the pan-tilt. This system has the advantages of high stability, high control precision, and fast response speed, and has broad application prospects in practical applications.Keywords: single-chip microcontroller, pan-tilt control, serial communication, PWM signal control, motor motion1. 引言云台作为一种常用的摄像机装置，在许多领域都有广泛的应用。

基于云台的单片机控制系统设计

基于云台的单片机控制系统设计Zdh 1911摘要：本文提出了用一主单片机AT89C52通过C语言编程实现PC机与多个从单片机的串口通信，控制多台步进电机的一种方法。

主单片机通过GM 8125实现在单通道模式下的串口通信端口扩展。

PC机采用MAX 1487 芯片实现RS-485通信标准下的电平转换。

此法适用于Windows 平台,并具有很好的实时性，能够实现对云台的快速实时控制。

关键词：串口通信 MAX1487 GM8125 AT89C52 步进电机引言：在基于图像的自动跟踪系统中，首先云台控制子系统根据图像识别处理子系统得到的目标图像与监视器中心位置的误差，控制云台运动方向，实现对运动目标的实时跟踪。

从实际应用情况可以知道，目标图像在监视器显示平面中作二维运动，因此要求云台能在水平和俯仰两个向做独立运动，这就要求云台的引用两台相互独立的控制运动控制系统。

如图1所示图 1 云台系统1云台控制系统的硬件设计本文通过主单片机做数据中转实现PC机与从单片机之间的通信，PC机采用ADAM-4520、MAX1487实现PC机与单片机在RS-485通信协议下电平的转换。

主单片机通过GM8125实现PC机、从单片机片的通信端口地址扩展。

如图 21.1 PC机的RS-485串行接口RS-485采用平衡发送、差分接收数据，是一种抗干扰能力强、能够有效延伸数据传输距离、便于实现多机通信的半双工串行通信方式，其接口标准是一种多发送器的，它扩展了RS422A的性能，允许双导线上一个发送器驱动32个负载设备，通讯距离可答1200米。

采用RS-485串行通信时，在PC机与单片机之间必须有相同的通信协议，由于AT89C52单片机采用TTL逻辑电平，在PC机侧的RS-485串行口采用+12V和-12V，为使两者相连接，在与PC机相联接的ADAM-4520侧用MAX1487进行电平转换。

如图 2中电平转换部分。

其中ADAM-4520用于RS-232到RS-485之间的转换；MAX1487 用于RS-485到TTL电平的转换。

无人直升机云台控制系统的设计与实现

个方面．而无人机空中摄影则是应用最为广泛的一
关键词：人直升机：台；程控制；像机无云远摄
中图分类号：３１８ＴＰ９．文献标志码：Ａ
ＤｅｉｎｎｍｐｅｅｔｔｏｆＰａｔｌＣｏｔｏｙｔｍｎＵＡＶｓｇａｄＩｌｍｎａｉｎｏｎ－ｉｔｎｒｌＳｓｅｉ
ＹＵＢａ．ｉＰＥＩｏｙ，Ｈａ．ｏｇｉ１ｎ
（ｙａｏａｏｏＡｕｏｏｕＳｓｍｓｎＮｔｏｋｄＫｅＬｂｒｔｒｆｙｔｎｍｏｓｙｔａｄｅｗｒｅＣｏｔｌＭｉｉｔｙｆｄｃｔｎ，ｏｔＣｈｎＵｎｖｒｉｏｅｎｒ，ｎｓｒｏＥｕａｉＳｕｈｏｏｉａｉｅｓｔｆｙ
ＴｃｎｌｇＧａｇｈｕ５０４Ｃｉａｅｈｏｏｙ，ｕｎｚｏ１６０，ｈｎ）
ＡｂｔａｔＡｃｏｄｎｏｓｌＵＡＶａｒｌａｐｉａｉｎ，ｅｉｎａｏｂａｄｐｎｔｔｃｎｒｌｓｓｅｂｓｄｏＭ，ｌ— ｓｒｃ：ｃｒｉｇｔｍａｌｅｉｐｌｔｓｄｓｇｎｏｒａ — ｉｏｔｙｔｍａｅｎＡＲａｃｏｌｏｉｅｍｐ
ｄｓｇｈｓｅｎｕｃｓｆｌａｐｉｄｎｓｌｎｎｅａｒａｖｈｃｅ，ｎａｈｅｅｇｏｃｎｒｌｓｅｉｎａｂｅｓｃｅｓｕｌｐｌｉａｍａｌｙｅｕｍａｎｄｅｌｅｉｌｓａｄｃｉｖｄｏｄｏｔａｗｅｌｓｉｏｌａ

无人机云台控制技术研究与实现

无人机云台控制技术研究与实现近年来，随着无人机技术的不断发展，无人机已经广泛应用于各个领域。

无人机的使用不仅方便快捷，在一些特殊环境下的应用也表现出了明显的优势。

但是无人机飞行中难免会受到强风、晃动等因素的影响，这就需要无人机飞行过程中的云台控制技术来保证稳定。

本文将介绍无人机云台控制技术的研究与实现。

一、无人机云台控制技术简介无人机云台控制技术是指，在无人机飞行过程中，为了解决航拍稳定问题而采用的云台控制技术。

无人机云台控制技术可以通过电机、驱动器和传感器等设备来完成航拍稳定，可以实现对水平方向、垂直方向的云台控制，让摄像头保持稳定，减少图像抖动，得到更加清晰的图像和视频。

二、无人机云台控制技术的优势1. 可以在风速较大的情况下进行飞行，确保飞行稳定。

2. 可以提高航拍的清晰度和稳定性，获得更加优质的影像和视频。

3. 可以实现自动稳定，减少了人工干预的时间和成本。

三、无人机云台控制技术的研究方向1. 硬件设计和制造：无人机云台控制技术需要一些电机、传感器等硬件设备来实现，因此对于硬件的设计和制造有着很高的要求，需要支持良好的通信协议和强大的性能，保证航拍过程中的稳定性和可靠性。

2. 算法研究以及控制方法的改进：针对不同环境和气象条件下的航拍需求，需要不断研究改进无人机云台控制算法和控制方法，保证控制精度和视觉效果的稳定性。

3. 同步控制技术的应用：无人机云台控制技术需要对摄像头进行同步控制，才能使航拍的效果达到最佳稳定状态，因此同步控制技术也是无人机云台控制技术的重要研究方向之一。

四、无人机云台控制技术的实现无人机云台控制技术的实现需要以下几个关键步骤：1. 选定合适的无人机云台控制设备：需要根据实际需求选定合适的设备，包括电机、驱动器、传感器等。

2. 硬件设计和制造：根据选定的无人机云台控制设备进行硬件设计和制造，在设计过程中需要考虑性能和通信协议等方面的问题，确保设备的可靠性和稳定性。

3. 算法研究和控制方法的改进：需要对无人机云台控制算法和控制方法进行持续的研究和改进，以满足不同的航拍需求和实际应用场景。

新版数字监控系统中云台的控制(视频监控云台控制)

. .第10章电动云台和变焦镜头控制0.1 基本驱动电路10.2 串行传送控制信号10.3 单片机解码器10.4 硬件解码器10.5 控制器和解码器的连接10.1 基本驱动电路在控制室，除了要对视频信号进行切换，在视频信号上叠加地点、日期、时间等附加信息外，还要对摄像机的电动云台和变焦镜头进行控制。

电动云台通常有水平旋转和俯仰旋转两个电机可以进行正、反向旋转，四个动作分别称为上、下、左、右。

电动云台的电机大部分是交流电机，这种电机有两个绕组，两个绕组有一个公共端，当一个绕组接交流电压时，另一绕组经移相电容接入交流电压，当交流电压分别从两个绕组接入时，可使电机作正向或反向旋转。

两个电机的公共端接在一起，一共有五根控制线。

变焦镜头通常连接有光圈、聚焦和变倍三个控制电机，可以正、反向旋转。

六个动作分别称为光圈大、光圈小、聚焦远、聚焦近、变倍进、变倍出。

变焦镜头的电机大部分是直流电机，直流电机加正向电压后正转，加反向电压后就会倒转。

三个电机共用一个接地端，共有四根控制线。

在摄像机离控制室比较近的情况下，可用多芯电缆将10个动作的控制电压从控制室传到摄像机处。

图10―1是用多芯电缆传送电动云台和变焦镜头控制电压的电路图。

在控制室利用琴键开关将交直流电压加到电机的控制线上。

电动云台虚线框内的线路中4个常闭触点是4个限位开关，当云台旋转到压住限位开关后，常闭触点断开，云台不再往该方向旋转。

这种电路使用很多机械开关，因电机启动时的大电流和电机断开时的高反压，开关容易损坏，目前已很少采用这种电路。

在控制器大都采用单片机的情况下，要用锁存的TTL电平去控制云台和镜头。

上控制器电动云台下M左右UM～公共端光圈大M光圈光圈小聚焦远M聚焦聚焦近变倍进M变倍变倍出UU地变焦镜头＋－图10―1 用多芯电缆传送电动云台和变焦镜头控制电压电路图Word完美格式. .10.1.1 电动云台的驱动单片机用锁存器输出的TTL电平来控制电动云台。

一种通用的云台控制框架设计与实现的开题报告

一种通用的云台控制框架设计与实现的开题报告一、选题背景随着计算机技术的飞速发展，云台技术在各种应用场景中的作用越来越重要。

例如，无人机、机器人、监控摄像头、游戏等领域都需要使用云台技术来实现摄像头的平滑移动、稳定监控等功能。

因此，设计一种通用的云台控制框架，实现云台控制的标准化和普及化，对于促进云台技术的发展和推广具有重要意义。

二、选题意义目前市场上已经有一些云台控制软件，但由于各种机型、控制方式的不同，很难实现通用性的设计。

本项目旨在通过设计一种通用的云台控制框架，实现云台控制的标准化和普及化，具有以下意义：1. 改善云台控制软件的使用体验：用户可以通过一个统一的界面对不同机型、控制方式的云台进行控制，使用起来更加方便。

2. 提高云台控制的稳定性和安全性：通过设计统一的通讯协议和控制逻辑，可以减少由不同机型、控制方式导致的控制不稳定问题，提高安全性。

3. 推广云台技术应用：通过提供一个通用的云台控制框架，可以降低云台技术应用门槛，推广云台技术的应用。

三、研究目标本项目的目标是设计一种通用的云台控制框架，可以用于控制不同类型的云台。

具体研究目标包括：1. 设计云台控制通信协议，实现通用的接口。

2. 设计云台控制器，实现对云台的控制。

3. 设计云台控制软件，提供一个统一的界面，实现不同机型、控制方式的云台控制。

4. 针对不同类型的云台，设计不同的控制逻辑，实现云台控制的稳定性和安全性。

四、研究内容本项目的研究内容主要包括：1. 云台控制通信协议设计：根据云台的不同类型，设计不同的通信协议，实现云台和控制器之间的通信和数据传输。

2. 云台控制器设计：根据实际需求，设计控制器硬件和软件，实现对云台的控制和指令下发。

3. 云台控制软件设计：设计一个用户友好的云台控制软件，提供一个统一的界面，使用户可以方便地操作不同机型、控制方式的云台。

4. 云台控制逻辑设计：针对不同类型的云台，设计不同的控制逻辑，实现云台控制的稳定性和安全性。

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云台稳定性控制仿真
【Abstract】
In recent years, with the development of the computer control technology, automation technology in the application of the plane driving after the uav flying in the blue sky, unmanned aerial vehicles in the field of military, civilian areas, as well as industrial applications, has received the widespread attention, it also makes people study of unmanned aerial vehicles produced the strong interest. However simple unmanned aerial vehicles do not have any practical application value, when the installation has to detect airborne stabilized platform of the monitoring device can realize the aerial of unmanned aerial vehicles (uavs) and geodesy, civil aviation, military reconnaissance and other purposes.How to make the uav can be more more intelligently to perform specific tasks, such as emergency rescue, precision-guided, directional blasting, traffic control, anti-terror work, etc., which requires the infinite aircraft can be smart to specific target tracking, target information real-time transmission, to the next operation directed by the commander. PTZ is application of a uav reconnaissance one of the indispensable equipment in the monitoring and control system, it with the camera can achieve the goal of expanding surveillance, to improve the use value of the camera.In this paper, the analysis of the PTZ, on the basis of structure and control requirements, PTZ rotation and adjust to make use of the matlab simulation experiment, an insight into the control of the PTZ research.
上海电力学院本科毕业设计（论文）
题
目：
云台稳定性控制仿真
院
系：
自动化工程学院
专业年级：自动化（核电运行方向）2014 届学生姓名：乐瀚指导教师：学号： 20101500 徐耀良
2014 年 6 月 11 日
云台稳定性控制仿真
【摘要】
最近几年来，随着计算机控制技术的发展，自动化技术在飞机驾驶中的应用在无人机飞上蓝天后，无人飞行器在军用领域，民用领域，以及工业领域，都受到了普遍关注，这也使得人们对无人飞行器的研究产生了浓厚的兴趣。然而单纯的无人飞行器没有任何实际应用价值，当安装有探测监控设备的机载稳定平台后的无人飞行器就可以实现航拍，大地测量，民航定位，军事侦察等用途。如何使得无人机可以更多的更加智能化地执行某些特殊任务，如紧急搜救，精确制导，定向爆破，交通管制，反恐防暴等，这就需要无极飞行器可以对特定的目标进行智能跟踪，实时地传输目标信息，再由指挥人员指示下一步的操作。云台是应用无人机侦查监控系统中不可缺少的配套设备之一，它与摄像机配套使用能达到扩大监视的目的，提高了摄像机的使用价值。本论文在分析了云台结构和控制要求的基础上，利用 matlab 对云台的转动以及调整进行了仿真实验，对云台的控制有了深入的说明研究。关键词：无人机；云台；控制方法；PID 控制器；解耦系统
Key

words:
unmanned
aerial
vehicles
(uavs);PTZ.Control
method;The
PID
controller.Decoupling system
云台稳定性控制仿真
目录
1 2 绪论................................................................................................................................ 1 云台介绍........................................................................................................................ 3 2.1 云台与荷载............................................................................................................. 3 2.2 云台电机................................................................................................................. 4 2.3 云台控制方法与算法............................................................................................. 4 2.4 云台的控制性能指标............................................................................................. 5 2.4.1 云台的转动速度............................................................................................. 5 2.4.2 云台的转动角度............................................................................................. 5 2.4.3 云台的载重量................................................................................................. 6 2.4.4 云台使用环境指标......................................................................................... 6 3 云台控制系统设计........................................................................................................ 7 3.1 云台稳定坐标系..................................................................................................... 7 3.2 云台内部结构......................................................................................................... 7 3.3 驱动电机................................................................................................................. 9 3.3.1 步进电机......................................................................................................... 9 3.3.2 步进电机工作原理....................................................................................... 10 3.3.3 驱动电机性能指标....................................................................................... 11 3.4 云台控制方案选择............................................................................................... 12 4 云台控制系统仿真及整定.......................................................................................... 15 4.1 前期准备............................................................................................................... 15 4.2 仿真工具............................................................................................................... 18 4.3 仿真方案............................................................................................................... 19 4.3.1 串级控制....................................................................................................... 19 4.3.2 解耦控制....................................................................................................... 20 4.4 解耦系统............................................................................................................... 20 4.4.1 相对增益....................................................................................................... 20 4.4.2 相对增益的确定方法................................................................................... 22 4.4.3 解耦控制方法............................................................................................... 22 4.4.4 解耦设计方案............................................................................................... 23 4.5 整定分析结果....................................................................................................... 26 5 结论.............................................................................................................................. 30 5.1 5.2 未来发展............................................................................................................... 30 结束语................................................................................................................... 30