北航惯性导航综合实验四实验报告.doc

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仪器停光虹程学院
SCHOOL OF IODIENT SCIENm OPflHLEC侧ICS EXGinG
基于运动规划的惯性导航系统动态实验
二零一三年六月十日

一、 实验目的
为进行动态下简化惯性导航算法的实验研究，进行路径和运动状态规划， 以验证不同运动状态下惯导系统的性能。通过实验掌握步进电机控制方法，并 产生不同运动路径和运动状态。
二、 实验内容
学习利用6045B控制板对步进电机进行控制的方法，并控制电机使运动滑 轨产生定长运动和不同加速度下的定长运动。
三、 实验系统组成
USB_PCL6045控制板（评估板）、运动滑轨和控制计算机组成。
四、 实验原理
IMU安装误差系数的计算方法
USB_PCL6045控制板采用了 USB串行总线接口通信方式，不必拆卸计算 机箱就可以在台式机或笔记本电脑上进行运动控制芯片 PCL6045B的学习和评
估。
USB_PCL6045评估板采用 USB串行总线方式实现评估板同计算机的数据 交换，由评估板的 FIFO控制回路完成步进电机以及伺服电机的高速脉冲控 制，任意2轴的圆弧插补，2-4轴的直线插补等运动控制功能。 USB_PCL6045B 评估板上配置了全部 PCL6045B芯片的外部信号接口和增量编码器信号输入接 口。由
USB_PCL6045评估测试软件可以进行 PCL6045B芯片的主要功能的评估测
图4-1-1USB_PCL6045B评估板原理框图
如图4-1-1所示，CN11接口主要用于外部电源连接，可以选择 DC5V单一 电源或DC5V/24V电源。CN12接口是USB信号接口，用于 USB_PCL6045评估 板同计算机的数据交换。
USB_PCL6045评估板已经完成对PCL6045B芯片的底层程序开发和硬件资 源与端口的驱动，并封装成156个API接口函数。用户可直接在 VC环境下利 用API接口函数进行编程。
五、实验内容
1、操作步骤
1） 检查电机驱动电源（24V）
2） 检查USB_PCL6045控制板与上位机及电机驱动器间的连接电缆
3） 启动USB_PCL6045控制板评估测试系统检查系统是否正常工作。
4） 运行编写的定长运动程序，并比较实际位移与设定位移。
5） 修改程序设定不同运动长度，并重复执行步骤 4）。
6） 对记录实验数据，并进行误差分析。
2、实验数据处理
基于VC的控制界面：
本次实验必须先设计控制系统的上位机，通过上位机的串口向下位机发送
控制命令，下位机接收到命令后，产生
PWM波，控制电机的正反转以此达到控
USB_ez_logic(AXS_AX,0);//Z 相的输入逻辑
USB_ez_logic(AXS_AX,0);//Z 相的输入逻辑
制导轨运动的目的。系统的控制界面如图 1所示:
Input
Distance
0
Speed
0
OK
Output
GeiSpeed
CurrertSpeed
0
Control
定长运动
停止运动
USB_ez_logic(AXS_AX,0);//Z 相的输入逻辑
USB_ez_logic(AXS_AX,0);//Z 相的输入逻辑
图1系统的控制界面
控制导轨运动，运动采取正向运动，再返回，即 IMU的实际运行位移为
零。并保存数据
控制界面的应用程序
源程序仅写出VC中按钮的响应程序：
void CAaaDlg::O nli ne() //// 定长运动
{
// TODO: Add your con trol no tificati on han dler code here
USB_i nitial();
USB_default_set();
USB_set_org」ogic(AXS_AX,0);〃原点开关的逻辑， 负逻辑
USB_set_el_logic(AXS_AX,0);//硬极限输入逻辑，低电平使能
USB_set_sd_logic(AXS_AX,0);〃减速开关的输入逻辑，负逻辑
USB_set_alm」ogic(AXS_AX, 1);// 报警输入信号逻辑
USB_set_i np_logic(AXS_AX,1);//i n 的输入信号逻辑
USB_ez_logic(AXS_AX,0);//Z 相的输入逻辑
USB_set_p