第四章 工程实现
时间：2024.02.12
创作人：欧阳化 FOGSS是一个精密的机电系统装置。通过工程设计工作，基本完成了前阶段预期期间的工程要求，同时发现了一些技术上的问题。本章将就硬件配置、控制系统综合、软件设计展开讨论。 4.1硬件组成
硬件系统的基本框图如图 4-1所示。系统由从结构上由两大块组成：外框架回路（组件名称上标注1）和内框架回路（组件名称上标注2），内环对外环有耦合作用，为了设计方便，通过光电编码器对环架进行了解耦。这样，每个环架实现了单入单出，并且环架的控制律的设计是类似的。
在硬件设计上，作了以下考虑：
1.
采用工业PC和运动控制卡GO400组成控制计算机系统。
这样可以避免设计繁杂的硬件电路，并且可以使用
欧阳化创编 2024..02.12
PC机功能齐全的软件系统，便于软件编程和系统调试。
2.
采用Compumotor公司的直接驱动方式的无刷直流电机作为执行器。
直接驱动电机的精度较高，而且可以实现传动链的简化和结构的简化，避免复杂的传动机构带来的机械加工误差。
3.
系统的两级安全保护：为防止控制作用处理失误造成相机和整个框架受损，设置两级限位装置对系统进行保护。第一级为光电型行程开关，当系统超出工作范围时由软件进行故障处理，第二级为机械式挡块，阻止框架连续旋转而绞断电机信号传输电缆。
4.
云台框架初始化的硬件保证：为了尽可能的减小稳定系统两框架之间的耦合，需要每次启动系统自动校零。由于基座伺服回路的位置传感器为增量式光电编码器，因而在硬件设计上采用光电行程开关帮助云台系统回到理想的初始位置（相机LOS的水平位置）。
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FOG1 图4-1 FOGSS的结构 Encoder1 Figure 4-1 the structure of FOGSS 图中 GO-400 IPC Motion controller IPC：研华工控机； BDDM1 Frame1 BDDM2 Frame2 GO400：运动控制卡； Encoder2 BDDM1、BDDM2：Compumotor公司的无刷直接FOG2 驱动电机DM1030B（外环）和DM1015B（内环）；
FOG1、FOG2：KVH公司数字输出开环光纤陀螺Ecore 2000；
Encoder1、Encoder2：电机内嵌的增量式光电编码器；
Frame1、Frame2：云台的外框架和内框架；
4.2 数字PID控制
控制系统综合是系统设计的核心部分。需要考虑的控制
律和运动控制有：
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稳定回路的控制 基座伺服回路控制 方位自动校零
硕士论文光纤陀螺视线稳定系统的设计与工程实现-第4章 工程实现之欧阳化创编
