[发明专利]一种对光电跟踪稳定系统的试验方法及平台

说明书

技术领域

本发明属于光电跟踪和系统实物仿真领域，涉及如何在光电跟踪系统中实现基于代码自动生成环境(RTW)即代码自动生成的环境，实现控制器的Simulink模型直接生成可执行代码以及实现在线调整参数与实时监测，用于提高光电跟踪稳定系统的设计效率，减少开发成本。

背景技术

光电跟踪稳定系统可以隔离载体运动对视轴的扰动并实现对目标的捕获与跟踪，在很多领域得到广泛的应用。光电跟踪稳定系统集惯性导航、微惯性传感器、数据采集及信号处理、精密机械动力学建模仿真和设计、电机运动控制、图像处理和光学仪器应用等多项技术于一身，是以机电一体化、目标识别自动控制技术为主体，多个学科有机结合的产物。近年来，随着精密机械、微电子技术、数字信号处理技术、功率电子技术和伺服控制技术的发展，光电跟踪稳定系统越来越复杂，控制系统的设计也越来越复杂。

在传统的光电跟踪稳定控制系统的设计方法中，数字仿真结束后，需要手工编写代码，编译并下载到控制器中，发现问题时又需要重新编写相应的代码。由于当前系统复杂程度的提高，一些现代控制与智能控制算法实现较为困难，如：变结构控制、神经网络、模糊控制、模型参考自适应控制等。手工编写这些算法的代码存在一定的难度。同时，在试验过程中，代码调试的工作量大，可移植性相对较差，不方便相关人员的交流。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种对光电跟踪稳定系统的试验方法及平台。

为了达成所述目的，本发明的第一方面，是提供一种对光电跟踪稳定系统的试验方法，实现步骤包括以下：

步骤S1：构建由计算机、控制器、操控台、驱动模块组成的试验平台架构；

步骤S2：基于控制器并利用数值运算仿真软件Matlab/RTW，建立起基于TCP/IP的网口通信协议或RS232的串口通信协议的代码自动生成环境；

步骤S3：由计算机利用代码自动生成环境，将控制算法的Simulink模型编译成的C代码并下载至控制器中；

步骤S4：控制器执行生成的C代码，执行过程中接收光电跟踪稳定系统输出的传感器信号，输出控制电压与使能信号；

步骤S5：驱动模块接收控制电压与使能信号，生成驱动电压；

步骤S6：光电跟踪稳定系统接收驱动电压信号，并输出传感器信号，完成对控制算法的有效性验证。

为了达成所述目的，本发明的第二方面，是提供一种对光电跟踪稳定系统的试验平台，所述试验平台包括计算机、操控台、控制器、驱动模块以及光电跟踪稳定系统，其中：

计算机，构建利用代码自动生成环境，用于将控制算法Simulink模型编译成的C代码并下载至控制器并实时监控控制器运行；

操控台，用于输出电源开关电压信号及单杆电压信号；

控制器，与计算机和操控台的输出端连接，控制器通过网口与计算机相互通信，实现代码自动生成环境，接收操控台的单杆电压信号与和光电跟踪稳定系统的传感器信号，用于生成并输出控制电压信号与使能信号；

驱动模块，接收控制电压信号与使能信号，用于生成驱动电压信号；

光电稳定跟踪系统，接收驱动电压信号，用于生成并输出传感器信号，从而完成对控制算法的有效性验证。

本发明与现有的技术方法相比的有益效果是：本发明在上位机上搭建基于代码自动生成环境的光电跟踪稳定系统的代码自动生成环境；搭建此仿真平台的硬件包括控制器部分与驱动模块；利用代码自动生成环境将控制器的仿真模型直接转化为C代码并下载到控制器中，完成对光电跟踪稳定平台的仿真。本发明将代码自动生成环境应用在光电跟踪稳定系统中，实现了基于代码自动生成环境的光电跟踪稳定系统的仿真方法，将自动生成代码代替手工编写代码，从而减少了光电跟踪稳定系统设计的周期与开发成本。

1、本发明的代码自动生成环境(RTW)将搭建Simulink控制器的模型直接生成可执行的C代码，这样，所有开发人员可以面对同一种开发平台，实现快速原型化设计，方便系统的调试，使开发人员从繁杂的编写代码的工作中解放出来，更关注于系统与方法本身，而不必过多的考虑代码实现的过程。

2、基于代码自动生成的光电跟踪稳定系统的试验平台可以方便的验证设计方案，方便同一个项目组中不同模块开发人员的交流，大大缩短开发周期。

3、允许在设计的初始阶段对方法的验证，减少设计方案中的错误对整个系统开发的影响，减少开发成本。

附图说明

图1为本发明中硬件平台结构图；

图2为本发明中硬件平台实施例框图；