帆板控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-wenkub
2022-09-09 16:59:55 本頁面
【正文】 們最終選用了方案三。 方案二：采用 8位的 A/D轉(zhuǎn)換器 MAX1113構(gòu)成 A/D轉(zhuǎn)換電 7 路。容易完成本設(shè)計(jì)的要求。 考慮到本設(shè)計(jì)的要求，我們 選擇方案二。 方案二：采用 LCD_12864 液晶顯示，功耗低、無輻射顯示穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，編程控制簡單，使用方便，顯示信息能力強(qiáng)等特點(diǎn)，且分行顯示能夠清晰的看清系統(tǒng)所運(yùn)行的 6 所有信息。用上述元件搭建兩個(gè) H橋，通過對各路信號放大來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，原理簡單。 方案二：采用 L298N驅(qū)動(dòng)芯片。通過選用定頻調(diào)寬法容易用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇風(fēng)速穩(wěn)定、均勻的控制。 這種調(diào)速方法為有級調(diào)速，轉(zhuǎn)速變化率大，輕載下很難得到低速，效率低，故這種調(diào)速方法很少使用。 風(fēng)扇控制方案 方案一：改變勵(lì)磁電流調(diào)速 。根據(jù)如圖 所示，有 Ax=gsinα， Ay=gcosα。傾角傳感器通常 可以同時(shí)監(jiān)測 X 軸、 Y 軸兩個(gè)方向的傾斜角度，能夠精確測量、跟蹤傾斜角的大小和變化 。1% ， 旋轉(zhuǎn)扭矩為 MN ?? 41020 ，分辨率高，最為關(guān)鍵的是它采用滾珠軸承的機(jī)械結(jié)構(gòu)方便與帆板軸承相結(jié)合測量角度。單片機(jī)控制功能強(qiáng)，軟件編程靈活，可用軟件較簡單的實(shí)現(xiàn)邏輯控制，并且其成本低，體積小和功耗低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛；另外，在本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)量不大的情況下完全可以完成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制 。 DSP 具有強(qiáng)大的控制和信號處理能力 ， 片內(nèi)具有快速 RAM 和 flash。 控制部分則包括顯示模塊、 按鍵 模塊、 聲光報(bào)警模塊 、 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng) 模塊 四 個(gè)基本部分。通過調(diào)試，使 各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使 最終轉(zhuǎn)角絕對值誤差不超過 5?。 （ 3）其他 I 摘 要 本系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速來實(shí)現(xiàn)對帆板轉(zhuǎn)角的控制，使帆板的轉(zhuǎn)角能夠隨風(fēng)速變化，并且能快速達(dá)到設(shè)定角度并保持穩(wěn)定。最大誤差的絕對值不超過 5176。范圍內(nèi)。范圍內(nèi)變化，并要求實(shí)時(shí)顯示θ。顯示范圍為 0~60176。能夠手動(dòng)控制風(fēng)扇吹動(dòng)風(fēng)帆達(dá)到要求角度并能實(shí)時(shí)顯示角度；通過預(yù)先設(shè)定角度控制風(fēng)扇吹動(dòng)風(fēng)帆達(dá)到要求角 度并能實(shí)時(shí)顯示角度；對風(fēng)帆達(dá)到某個(gè)角度后具有聲光報(bào)警功能。通過本題目的研究和設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠?qū)纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括總體方案論證，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)有一個(gè)整體的認(rèn)識。分辨力為 2176。 （ 3）當(dāng)間距 d=10cm時(shí)，通過操作鍵盤控制風(fēng)力大小，使帆板轉(zhuǎn)角θ穩(wěn)定在 45176。要求控制過程在 10秒內(nèi)完成，實(shí)時(shí)顯示θ，并有聲光提示，以便進(jìn)行測試。 （ 2）間距 d 在 7~15cm范圍內(nèi)任意選擇，通過鍵盤設(shè)定帆板 調(diào)節(jié)裝置 鍵盤 數(shù)字顯示 角度檢測信號 轉(zhuǎn)速控制 風(fēng)扇 風(fēng)力 d θ III 轉(zhuǎn)角，范圍為 0~60176。主要是以 STC89C52RC 單片機(jī)為主控核心， 通過鍵盤設(shè)定帆板角度，再由 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送至單片機(jī)處理后使系統(tǒng)自動(dòng)達(dá)到設(shè)定的角度，最后由 液晶顯示器來顯示系統(tǒng)的所有信息。 關(guān)鍵字： STC89C52RC； 液晶顯示； 角度傳感器； PID 算法； A/D 轉(zhuǎn)換器 II III Abstract The system through the adjustment to achieve the board fan speed control of the angle, make the board of the angle change with the wind speed, and can quickly reach a set Angle and remain stable Main STC89C52 microcontroller as the controller is core the keyboard set the board Angle, and then by the A/D converter conversion of data sent to the SCM processing system after the Angel of automatic reach A set, and finally by LCD monitor to show all of the information system Single chip microputer to control PWM pulse output the fan39。信號檢測部分 為角度 測量模 塊（ 測量 帆板的角 度）、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 。其次有接口方便、編程方便、穩(wěn)定性好、精 度高等優(yōu)點(diǎn)。 綜合比較，本系統(tǒng)采用方案三 。 SYD35D4 有機(jī)械壽命長，分辨率高，轉(zhuǎn)動(dòng)順滑，動(dòng)態(tài)噪聲小的優(yōu)良性能。但是測量角度時(shí)需要將傾角傳感器安裝在帆板上，增加了整個(gè)帆板裝置的重量，同時(shí)傾角傳感器的精度較高，測量時(shí)會(huì)將噪聲信號帶入控制系統(tǒng)，影響角度測量的精度。則AyAx =tanα即 α =arctan(AxAy ).這樣，根據(jù)以上原理一個(gè) 2 軸加速度傳感器可以測量在 XY 平面上的傾斜角度。 在這種調(diào)速方法中，隨著電動(dòng)機(jī)磁通 Ф 的減小，轉(zhuǎn)矩相應(yīng)地降低。 方案三：采用 PWM調(diào)速。 綜合比較，本系統(tǒng)采用方案三。 L298N芯片是較常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。但由于放大電路很難做到完全一致，當(dāng)電機(jī)的功率較大時(shí)運(yùn)行起來會(huì)不穩(wěn)定，很難精確控制。 方案三：采用 LCD1602液晶顯示，其顯示是采用背光照亮，對人眼損害很弱，再次 LCD又是一種節(jié)能燈，功耗小，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，不需要外加蕊片組合，可以直接與單片機(jī)連接。 電源模塊的選擇 使用交流電 220v供電，搭建獨(dú)立電源模塊，經(jīng)變壓器變壓后，再用 781 7805芯片進(jìn)行穩(wěn)壓。所以我們采用此方案。采用單一的 5V電源供電， 性價(jià)比高 、易于與單片機(jī)接口連接，但是我們對此芯片原理不夠熟悉。 語音播放模塊 方案一：采用 ZY1420A語音模塊。該芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，單片電路可錄放 32～ 60秒，串行控制時(shí)可分 256段以上，并行控制時(shí)最大可分 8段。 系統(tǒng)各模塊的最終方案 經(jīng)過仔細(xì)分析和論證 ,決定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下： （ 1）控制器方案：采用 STC89C52單片機(jī)控制。 （ 5）數(shù)字顯示方案：采用 LCD12864液晶顯示。 9 2．系統(tǒng)理論分析與計(jì)算 角度測量原理 角度傳感器的 內(nèi)部可看作是一個(gè)電位器。其結(jié)構(gòu)框圖和電路圖分別如圖 、圖 。測量角度傳感器的電壓值，再通過 A/D轉(zhuǎn)換器得到數(shù)字量 )(3 UfDU ? ，最終由DU 與 ? 列出的表格求出轉(zhuǎn)角， 如 圖 。 范圍內(nèi) 均勻、穩(wěn)定 變化。 圖 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路 14 鍵盤控制模塊電路的設(shè)計(jì) 采用獨(dú)立式按鍵 S S S S4作為單片機(jī)的信息輸入部
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