基于嵌入式的自由式舞台车台控制系统的设计

【摘要】随着科学技术的发展,舞台技术正不断融入大量的新技术,为传统的舞台控制领域的发展注入了新的活力。舞台控制领域的特点是被控对象多,要求控制精度高,安全性好,且快速灵活。车台是舞台机械控制系统中做连续水平运动的活动地板,利用它可以迁换布景、运送景物和道具,同时演艺人员可以参与表演,表现行车、行船等特技,具有加速换景,增加舞台演出艺术效果的作用,是现代化剧场中不可缺少的舞台设备之一。虽然传统的车台具有承重能力强、运行稳定、安全可靠,控制精度高等突出优点,但是其也存在体积大、现场布线复杂、动力源不能自给、灵活性差等缺点,使得舞台车台只能沿固定轨道做纵向和横向运动,很大程度上限制了车台在舞台剧场使用范围。舞台电动自由式平移车台的出现能很好地拓展车台应用范围,自由式车台本体带有性能强大的行走控制机构,可以在两维平面沿任意方向运行,且具有一定自主性。本课题研究的自由式车台采用先进的捷联惯性导向方法,结合独特的车体导向机构设计、稳健的运行控制策略和控制算法,保证车台能够快速、准确、平稳的在二维舞台平面上做任意方向的运动。本设计采用高性能的嵌入式ARM9处理器作为车台控制系统的主控制器,DSP芯片TMS320F2812作为协控制器,实现永磁同步电机的精确控制。操作系统采用嵌入式Linux,它具有免费、移植性好、实时性强、稳定可靠、网络功能强大等突出优点,不仅为应用程序提供了底层软件的支持,而且其多任务、实时性内核可完全满足系统性能要求。嵌入式自由式车台控制系统主要任务包括采集计算导航参数、实现速度曲线算法生成电机控制转速、与协处理器通信给定电机控制转速、与上位机通信接收控制命令和发送运行状态信息。系统的抗干扰性方面,除了采用的捷联惯性导航本身具有很高的抗干扰性,而且,嵌入式控制器与上位机的通信采用工业以太网,进一步增加了系统的抗干扰能力。
【作者】袁月民；
【导师】潘峥嵘；
【作者基本信息】兰州理工大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】自由式车台；ARM9；DSP；嵌入式Linux；工业以太网；捷联惯性导航；

【参考文献】
[1]姜江.长株潭产业集群创新系统研究[D].中南大学,工商管理,2013,博士.
[2]陈烨.台风期间电离层TEC扰动响应研究[D].南京信息工程大学,空间天气学,2012,硕士.
[3]鲍礼彬.数据挖掘在建筑企业营运资金管理中的应用研究[D].湖南大学,软件工程,2013,硕士.
[4]杨琛.云环境下基于QoS约束和遗传算法的资源调度优化研究[D].杭州电子科技大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[5]李树磊.我国机构投资者持股行为对上市公司盈余管理的影响研究[D].复旦大学,会计学,2012,硕士.
[6]吕斌,佘高红.城市规划生态化探讨——论生态规划与城市规划的融合[J].城市规划学刊,2006,04:15-19.
[7]王桃.矫正学生行为差错之研究[D].华中师范大学,教育管理,2003,硕士.
[8]唐金成,孙灵刚.中国上市保险公司治理问题研究[J].广西大学学报(哲学社会科学版),2014,01:34-38+125.
[9]龙飞.基于原子力显微镜的高效率DNA纳米操纵系统设计与应用[D].上海交通大学,2011.
[10]吴锦艺.福建省医院伦理委员会组建现况及相关问题探讨[D].福建医科大学,社会医学与卫生事业管理,2013,硕士.
[11]许青.基于ARM9的室内无线监控报警系统的设计与实现[D].南京航空航天大学,电路与系统,2012,硕士.
[12]刘振兴.长春市普通高校大学生体质测试现状调查与对策研究[D].东北师范大学,体育（专业学位）,2012,硕士.
[13]李英.贾平凹作品后记研究[D].西北大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[14]房欢欢.防撞梁热冲压成形模具的设计及优化[D].吉林大学,材料加工工程,2014,硕士.
[15]伊娜娜.不同毒力单增李斯特菌LIPI-1全序列分析及致病性差异研究[D].东北农业大学,预防兽医学,2013,硕士.
[16]毛中华,牟来勇,刘美丽,吴忠.垦71井区井间地震数据采集方法[J].石油地球物理勘探,2008,S2:80-83+178+6+5.
[17]丁晓亮.微结构光学表面纳米/亚纳米尺度超精密加工工艺研究[D].苏州大学,光学工程（专业学位）,2013,硕士.
[18]田蕾.三网融合中政府监管问题研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[19]敖俊梅.少数民族高等教育招生政策探讨[D].中央民族大学,教育学原理,2004,硕士.
[20]金清,江洪,余树全,殷秀敏.酸雨胁迫对苦槠幼苗气体交换与叶绿素荧光的影响[J].植物生态学报,2010,09:1117-1124.
[21]邵晓云.水牛胎儿成纤维细胞体外培养及相关问题的研究[D].广西大学,动物遗传育种与繁殖,2004,硕士.
[22]郑略,杨晋涛,钟明强.低硬度动态硫化热塑性弹性体的制备及性能[J].材料科学与工程学报,2013,02:277-281+267.
[23]张卫国.银行信贷项目全面风险管理研究[D].北京交通大学,2010.
[24]田笑梅.基于收益与拥挤度改善的超市布局优化研究[D].大连海事大学,物流工程,2013,硕士.
[25]孙福权,唐立新,郑秉霖.炼钢-连铸生产调度专家系统[J].冶金自动化,1998,06:31-33.
[26]邹雪,赵全亮,李志永,李进.基于LaNiO_3和Pt电极的Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3薄膜制备和电学性能研究[J].功能材料,2014,17:17070-17074.
[27]黄新.国际市场中的顾客关系营销研究[D].天津财经学院,2005.
[28]张宏.我国上市公司关联交易监管制度的研究[D].吉林大学,法经济学,2013,硕士.
[29]王瑞娜.超高频射频识别标签天线研究与设计[D].西南交通大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[30]常晓文.基于会员积分的CRM系统研发[D].天津理工大学,计算机技术,2013,硕士.
[31]陈雷.运动人体检测及步态识别[D].太原科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[32]李浩.离散时滞的SIR传染病模型的研究[D].新疆大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[33]石永刚.关于延长铝电解槽打壳垂头使用寿命的研究[D].东北大学,冶金工程,2011,硕士.
[34]梁伟潮.新西兰雌—雄兔皮肤移植模型供体特异性体内细胞毒性试验方法的建立[D].南方医科大学,肝胆外科学,2012,硕士.
[35]连翔.成年障碍者社区教育支持研究[D].辽宁师范大学,特殊教育,2011,硕士.
[36]薛美丽.我国高等职业教育发展研究[D].中南民族大学,公共管理,2013,硕士.
[37]张正红.调亏灌溉对设施葡萄生长及光合指标影响研究[D].甘肃农业大学,农业水土工程,2013,硕士.
[38]李晓婷.基于MES的热轧型钢生产计划与调度系统的研究与开发[D].河北工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[39]李亦欣.文化产业融资主体法律问题研究[D].西北大学,经济法学,2013,硕士.
[40]赵引红.稀土掺杂Ca_(10)Li(PO_4)_7荧光材料的制备及发光特性[D].河北大学,光学工程,2014,硕士.
[41]张琼琼.基于有效信息获取量测算的赊销风险收益估测模型研究[D].河北经贸大学,技术经济及管理,2012,硕士.
[42]朱俊开.富士施乐高科技深圳有限公司质量管理研究[D].北京交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[43]李佳樾.甘肃农村留守儿童生存质量现状研究[D].兰州大学,儿少卫生与妇幼保健学,2013,硕士.
[44]汪丽波.从脾论治节食性下丘脑性闭经的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医妇科学（专业学位）,2013,硕士.
[45]陈贵锋.挠曲电效应和不对称向列相液晶盒[D].河北工业大学,理论物理,2004,硕士.
[46]姜明芳.基于BTC的图像水印技术研究[D].湖南大学,计算机技术,2011,硕士.
[47]蔡之华,颜雪松,李晖.挖掘关联规则的并行算法研究[J].计算机应用研究,2002,02:9-11.
[48]徐海锋.提速施工组织[J].中国铁路.1998(01)
[49]徐虹.艾司洛尔在螺旋CT冠脉造影中的临床应用[D].山东大学,老年医学（专业学位）,2013,硕士.
[50]于亲波.基于智能优化的模糊PID控制算法研究[D].华北电力大学（北京）,控制理论与控制工程,2004,硕士.