懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 求可知，本系統(tǒng)所涉及的核心問題主要有： 對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、啟停等多種工作狀態(tài)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的控制，以保證懸掛物體按照預(yù)先設(shè)定或即時(shí)設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行。 控制器模塊 根據(jù)題目要求，控制器主要用于控制電機(jī)，并對(duì)坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行處理，控制電機(jī)移動(dòng)方向。通過輸入模塊將參數(shù)輸入給 FPGA， FPGA通過程序設(shè)計(jì)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，但是由于本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)處理的時(shí)間 要求不高， FPGA 的高速處理的優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時(shí)由于芯片的引腳較多，實(shí)物硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。并且，由于芯片引腳少，在硬件很容易實(shí)現(xiàn)。直流電機(jī)具有最優(yōu)越的調(diào)速性能，主要表現(xiàn)在調(diào)速方便（可無級(jí)調(diào)速）、調(diào)速范圍寬、低速性能好（起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流?。?、運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、效率高等方面。 基于上述比較，為了方便地對(duì)電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，和需要電機(jī)帶負(fù)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，這里我們采用直流變速電機(jī)。用單片機(jī)輸出 PWM 信號(hào)控制使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，通過程序調(diào)節(jié)占空比精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。但系統(tǒng)軟硬件復(fù)雜、成本高。 懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 方案二：采用對(duì)射式光電傳感器。 方案三：采用多圈電位器式傳感器間接測(cè)量方式。方案一和方案二的精度都會(huì)有一定的限制。由于溫度變化是因?yàn)槲諢崮茌椛淠芰恳鸬?，與吸收紅外輻射的波長(zhǎng)沒有關(guān)系，即對(duì)紅外輻射吸收沒有波長(zhǎng)的選擇，因此受外界環(huán)境影響比較大。 通過對(duì)比，這次設(shè)計(jì)中由于是近距離探測(cè)，故采用方案三來完成數(shù)據(jù)采集。用它作為近距離傳感器是最理想的，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠?？刹捎?4 個(gè)光電一體化傳感器 TCRT5000 作為檢測(cè)元件，其放置方式如圖 所示。當(dāng)軌跡為間斷線時(shí)，電機(jī)拉動(dòng)傳感器在大角度方向內(nèi)位移，直到在某一方向檢測(cè)到新的黑線為止。 本系統(tǒng)由單片機(jī)直接產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)接受到相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)時(shí)，單片機(jī)轉(zhuǎn)到中斷口處理信息， PWM 信號(hào)處于停發(fā)狀態(tài)。 L298 的兩個(gè)控制端（ C、 D）的工作情況由表 列出（ Ven 為使能端）。如圖 所示，速度采集系統(tǒng)中使用多圈電位器即圖中 W W2 進(jìn)行檢測(cè)，然后通過 ADC0832 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。光電傳感器的硬件設(shè)計(jì)如圖 所示。 顯示模塊設(shè)計(jì) 懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 顯示部分電路由 MAX721數(shù)碼管組成。圖中 C1～ C4 為 4 4 鍵盤的列信號(hào)， L1～ L4 為 4 4 鍵盤的行信號(hào)。 1 2↑ 3 方式 4 5 6 X 懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 ← → 7 8↓ 9 Y 0 設(shè)置 啟動(dòng) 確認(rèn) 圖 4 4 鍵盤功能圖 設(shè)置鍵：手動(dòng)對(duì)位或任意設(shè)定坐標(biāo)點(diǎn)參數(shù)鍵，按下后用上、下、左、右鍵可進(jìn)行手動(dòng)對(duì)位控制，然后按確認(rèn)鍵確認(rèn)，圖 所示。 懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 方式 4：定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，首先利用數(shù)字鍵設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的 X、 Y 值進(jìn)行確認(rèn)后，再按啟動(dòng)鍵運(yùn)行。 確認(rèn)鍵：用于設(shè)置、 X 、 Y、方式輸入值的確定。設(shè)繩索位移1mmAD 變化值為 P，而根據(jù) c， d 的絕對(duì)值來確定電位器 1，電位器 2 所要變化的值： 電位器 1 所分配的數(shù)值： 懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 m=|c|*p （ ） 電位器 2 所分配的數(shù)值： n=|d|*p （ ） 誤差補(bǔ)償 為了使運(yùn)動(dòng)軌跡更加平滑，采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)控制直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的控制，設(shè)電機(jī) 1 所運(yùn)行的線值為 n,電機(jī) 2 所運(yùn)行的線值為 m，則輸出到電機(jī) 1懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 和電機(jī) 2 的定時(shí)器初值比例為 n/m，這樣可使電機(jī) 1 和電機(jī) 2 同步到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。 設(shè)所畫圓的圓心坐標(biāo)為（ x0,y0）半徑為固定的 25cm，（ x,y）為圓周上的任意一點(diǎn)，由此確定圓的方程為： (x*x0)2+(yy0)2=252 （ ） 若直接使用該方程來求圓上點(diǎn)的坐標(biāo)，算法比較復(fù)雜，采用了圓的參數(shù)方程： X=x0+25sint （ ） Y=y0+25cost （ ） (x0,y0)為圓心坐標(biāo) 這樣，則圓的坐標(biāo)僅與參數(shù) t 有關(guān)，因此，使角度 t 以某一設(shè)定的角度步長(zhǎng) v 累加，使 t+q*v 在周期 [t,t+2π ]內(nèi)變化，其中 q 為累加值。 定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)子程序 單片機(jī)從鍵盤讀入功能鍵和起始坐標(biāo)值（ X0， Y0），將（ X0， Y0）帶入式51 和式 52 中計(jì)算出 a0 和 b0。 尋跡流程圖如圖 所示。在檢測(cè)部分，選擇了雙滑輪來解決打滑問題。 懸掛軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 致 謝 次此能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，除了我自身的努力以外，更少不了老師和同學(xué)的幫助與
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