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。