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稳定平台是一种对实时性要求较高的机电一体化系统，能够隔离运载体对被控设备的角运动和不必要的扰动，保持视轴的稳定和跟踪目标的准确性。因此在军事和民用领域得到了广泛的应用和发展，成为近年来研究的热点。本文以实际工程项目为研究背景，展开了轻型嵌入式三轴稳定平台的研究，主要对稳定平台结构的设计和建模、先进控制算法的实现和嵌入式控制系统软硬件的设计等关键性技术问题展开了深入的研究和仿真实验。 (1)基于单轴积分陀螺稳定平台的结构和工作原理，提出了三轴多传感器稳定平台的结构设计、传感器布局和空间坐标系的设计方案，并且建立了相应的框架模型。具体分析了三环框架之间的耦合关系和驱动器信号的合理分配。在此基础上，提出了采用多传感器融合技术修正和改善陀螺仪漂移误差的解决方法，并且根据多传感器误差补偿模型，采用卡尔曼滤波算法对陀螺仪的随机漂移误差进行了去漂和降噪处理。 (2)根据本系统传感器输出的原始数据和平台各器件本身的参数建立了平台控制系统稳定回路的数学模型。在上述基础上，计算出平台稳定回路单位置闭环传递函数，提出了采用超前滞后校正算法和模糊自适应PID控制算法对平台回路控制系统进行校正控制，并且建立了相应的传递函数模型和MATLAB仿真分析。设计了平台稳定回路模糊自适应PID控制器，进行了仿真实验和结果分析。 (3)设计了平台硬件控制系统，核心处理器采用新型高速浮点微控制器TMS320FDSP28335，并且设计了信号采集处理模块、SCI通讯模块、PWM驱动模块、JTAG仿真模块。完成了嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统的移植，完成了系统的软件结构设计、源代码编写和整个系统的调试。 (4)对集成IMU进行了标定实验，得到了精确的零漂、刻度因数和安装误差系数，改善了IMU的线性度。接着采用两种控制算法对整个稳定平台控制系统进行了实验验证，并且对实验结果进行了仿真对比，结果显示模糊自适应PID算法能满足设计的需求，具有一定的工程应用价值。