三自由度轉(zhuǎn)臺的設(shè)計與實現(xiàn)
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2．4 無線通信電路
通過串口驅(qū)動電路中的RS 232電平轉(zhuǎn)換芯片，可以實現(xiàn)單片機和PC機之間的通信，建立人-機對話活動的通道。桑銳公司生產(chǎn)的SRWF-1型無線通信模塊工作性能穩(wěn)定，體積小便于安裝。利用MAX3232芯片，能夠完成TTL電平和RS 232電平之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)通信模塊與PC機進行串口通信。其電路原理圖如圖5所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/172487.htm
3 控制策略
3．1 步進電機控制策略
常規(guī)PID控制器具有算法簡單、穩(wěn)定性好、可靠性高的特點，價值設(shè)計容易、適應(yīng)面寬，是過程控制中應(yīng)用最廣泛的一類基本控制器。但在過程的啟動、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定時，短時間內(nèi)系統(tǒng)輸出有很大的偏差，會造成PID運算的積分積累，致使控制量超過執(zhí)行機構(gòu)可能允許的最大動作范圍對應(yīng)的極限控制量，引起系統(tǒng)較大的超調(diào)，甚至引起系統(tǒng)較大的振蕩，這在生產(chǎn)中是絕對不允許的。積分分離控制室當被控制量與設(shè)定值偏差較大時，取消積分作用；當被控量接近給定值時，引入積分控制，以便消除靜差，提高控制精度。根據(jù)三自由度轉(zhuǎn)臺的實際情況，在積分分離PID控制算法的基礎(chǔ)上進行算法的改進，結(jié)合增量式PID控制算法進行電機的控制，實驗得到了很好的控制效果。
3．2 直流無刷電機控制策略
模糊PID控制器的原理是把輸入PID調(diào)節(jié)器的偏差e和偏差變化率ec同時輸入到模糊控制器中。圖中的F控制器實際上是由三個分模糊控制器組成的，分別對三個參數(shù)進行調(diào)節(jié)，然后分別經(jīng)過模糊化、近似推理和清晰化后，把得出的修正量分別輸入PID調(diào)節(jié)器中，對三個系數(shù)進行實時在線修正，從而使被控對象具有良好的動態(tài)和靜態(tài)性能。
4 結(jié)論
本文以MsP430F149單片機為主控芯片，步進電機和直流無刷電機為驅(qū)動元件，通過軟件編程，制作了一臺精度相對較高的三自由度轉(zhuǎn)臺。經(jīng)過對轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)控制，證明轉(zhuǎn)臺能平穩(wěn)、精確地按照任意給定的位置信息轉(zhuǎn)動，動態(tài)性能良好，系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力強。
三自由度轉(zhuǎn)臺不僅在航空、航天和航海等國防軍事領(lǐng)域中有很高的應(yīng)用價值，而且在民用領(lǐng)域也有非常廣泛的應(yīng)用前景，但是要達到人們要求的高精度、高智能化還有很長的路要走，需要堅持不懈的探索和研究。
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