懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 6）讀數(shù)誤差。同時(shí)，進(jìn)行坐標(biāo)變換時(shí)，單片機(jī)在計(jì)算精度上也會(huì)引進(jìn)誤差，由于使用浮點(diǎn)運(yùn)算，該誤差不大。經(jīng)過優(yōu)化處理，下面是通訊所使用的數(shù)據(jù)幀格式。由于使用的是凌陽公司的單片機(jī)SPCE061A，所以選用了凌陽公司相配套的Mini OS作為軟件開發(fā)的操作系統(tǒng)。單片機(jī)接收到該數(shù)據(jù)包即可知道鼠標(biāo)的全部動(dòng)作，然后用軟件根據(jù)需要處理即可完成移動(dòng)、單擊、雙擊等功能。本系統(tǒng)使用的步進(jìn)距離是8毫米，效果很好。1和保持不變的傳感器信號(hào)是一定的，故對(duì)8個(gè)方向上的調(diào)整策略用一個(gè)靜態(tài)數(shù)組的形式保存起來，調(diào)整時(shí)直接查表即可，方便編程。如圖4，定義了物體循跡時(shí)運(yùn)動(dòng)的8個(gè)方向，圖中黑箭頭（1號(hào)方向上）表示物體當(dāng)前的循跡方向。設(shè)有兩點(diǎn)間的移動(dòng)：(x1,y1)224。 在本系統(tǒng)中，使用了電機(jī)是四相步進(jìn)電機(jī)，176。經(jīng)上述方案設(shè)計(jì)與論證，得到系統(tǒng)的總體框架圖如圖1所示。 3）循跡模塊方案 方案一：采用CCD傳感器，通過圖像識(shí)別確定黑線軌跡。但如果器件選擇不當(dāng)，可能會(huì)產(chǎn)生較大的壓降，附加功耗增加，使電路過熱甚至燒毀電路。經(jīng)計(jì)算表明，采用較小步距角的電機(jī)和不太大的繞線軸半徑時(shí)，系統(tǒng)可以很好地滿足賽題的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的。系統(tǒng)通過兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的配合完成了平面任意曲線運(yùn)動(dòng)，通過光電傳感器配合循跡算法迅速有效地完成了循跡運(yùn)動(dòng)。就本賽題而言，如果使用閉環(huán)方式進(jìn)行控制，系統(tǒng)必須得到物體位置的反饋信息。因此是一種比較合適的選擇。方案二：使用雙MCU結(jié)構(gòu)。 4）輸入輸出模塊方案良好的人機(jī)交互界面使得設(shè)計(jì)更加人性化。為了不產(chǎn)生累積誤差，必須保證步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行不失步。由于重力作用，在由過懸掛滑輪的直線分割的二維平面的下半平面內(nèi)，由XY坐標(biāo)系的一對(duì)坐標(biāo)(X,Y)能唯一確定物體到兩懸掛滑輪的距離。3．循跡黑線的探測及循跡算法在以畫筆為中心，半徑22毫米的圓周上安裝了8個(gè)反射式紅外對(duì)管作為軌跡探測傳感器，安裝方式如圖3所示。現(xiàn)在考慮如何決定左偏或右偏的問題，使用上述調(diào)整辦法只需要根據(jù)Direct的前后方向及左右方向的四個(gè)信號(hào)對(duì)Direct調(diào)整即可。7的轉(zhuǎn)變作特殊處理，否則可能出錯(cuò)。圖6 PS/2鼠標(biāo)接口圖當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，鼠標(biāo)需要完成初始化工作。四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1．作品軟件特色嵌入式操作系統(tǒng)可以有效地管理硬件資源，加快開發(fā)周期，增加系統(tǒng)穩(wěn)定度。圖8 系統(tǒng)軟件總圖（其一）圖9系統(tǒng)軟件總圖（其二）3．步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)算法子程序流程圖 設(shè)dL，dR分別為物體從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)左右自然坐標(biāo)的變化量，LSteps、RSteps為對(duì)應(yīng)的電機(jī)所需的總脈沖數(shù)，則根據(jù)（式1）可得兩點(diǎn)間直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)算法，圖10是程序流程圖。2．測量結(jié)果1）自設(shè)運(yùn)動(dòng)的測量表3 自設(shè)運(yùn)動(dòng)測量數(shù)據(jù)次數(shù)軌跡長度(cm)運(yùn)行時(shí)間(s)運(yùn)行軌跡112025正方形212026正方形2) 圓周運(yùn)動(dòng)的測量表4 圓周運(yùn)動(dòng)測量數(shù)據(jù) 長度單位：毫米初始位置設(shè)定圓心實(shí)際圓心圓直徑運(yùn)行時(shí)間(s)(0，0)（400，500）(398，497)50024（0，0）（400，500）（397，499）499233）定點(diǎn)移動(dòng)的測量表5 定點(diǎn)移動(dòng)的測量數(shù)據(jù)（從原點(diǎn)出發(fā)
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