【正文】 系統(tǒng)原理圖 日期： 2020— 03— 5 姓名： 畢業(yè)設計（論文）評語 題目 帆板控制系統(tǒng)設計 專業(yè) 應用電子技術 班級 姓名 指導教師評語：（ 根據(jù)完成“畢業(yè)設計（論文）任務書”規(guī)定工作的情況：創(chuàng)新性評價、寫作的規(guī)范化程度、存在的問題、是否可以提交答辯等。 23 致 謝 本論文是在老師的精心指導和悉心關懷下完成，在我的論文完成中有指導老師辛勤的汗水和心血，同時也有我們團隊辛勤的勞動成果，他們給我提供了寶貴 的建議。 遇限削弱積分算法 遇限削弱積分法的基本思想是：一旦控制變量進 入飽和區(qū)，將只執(zhí)行削弱積分項的運算而停止進行增大積分項的運算。 積分分離算法 根據(jù) 題目 的 要求，通過操作鍵盤控制風力大小，使帆板轉角穩(wěn)定在 45176。 范圍變化。其電路如圖 。 如圖 ， 率給定的 PWM波，輸出與公共端接負載（風扇），通過改變 PWM波的占空比 實現(xiàn) 風 扇的均勻變速。 角度監(jiān)測模塊電路的設計 12 角度傳感器的內(nèi)部可看做是一個電位器。 單片機 STC89C52主要用于控制風扇速度、角度傳感器數(shù)據(jù)處理并與用戶進行交互，實現(xiàn)了帆板角度計算、風力大小控制和帆板角度值設定并穩(wěn)定角度、最終進行聲光提示、語音播報等功能。 根據(jù)本設計的要求，我們最終選用了方案二。 根據(jù)本設計的要求和我們對芯片的熟悉程度，我們最終選用了方案三。容易完成本設計的要求。 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，編程控制簡單，使用方便，顯示信息能力強等特點，且分行顯示能夠清晰的看清系統(tǒng)所運行的 6 所有信息。 方案二：采用 L298N驅動芯片。 這種調速方法為有級調速，轉速變化率大，輕載下很難得到低速，效率低，故這種調速方法很少使用。根據(jù)如圖 所示，有 Ax=gsinα， Ay=gcosα。1% ， 旋轉扭矩為 MN ?? 41020 ，分辨率高，最為關鍵的是它采用滾珠軸承的機械結構方便與帆板軸承相結合測量角度。 DSP 具有強大的控制和信號處理能力 ， 片內(nèi)具有快速 RAM 和 flash。通過調試，使 各項性能指標均達到設計要求，使 最終轉角絕對值誤差不超過 5?。最大誤差的絕對值不超過 5176。范圍內(nèi)變化，并要求實時顯示θ。能夠手動控制風扇吹動風帆達到要求角度并能實時顯示角度；通過預先設定角度控制風扇吹動風帆達到要求角 度并能實時顯示角度；對風帆達到某個角度后具有聲光報警功能。分辨力為 2176。要求控制過程在 10秒內(nèi)完成，實時顯示θ，并有聲光提示，以便進行測試。主要是以 STC89C52RC 單片機為主控核心， 通過鍵盤設定帆板角度，再由 A/D轉換器轉換數(shù)據(jù)送至單片機處理后使系統(tǒng)自動達到設定的角度，最后由 液晶顯示器來顯示系統(tǒng)的所有信息。信號檢測部分 為角度 測量模 塊（ 測量 帆板的角 度）、 A/D 轉換模塊 。 綜合比較，本系統(tǒng)采用方案三 。但是測量角度時需要將傾角傳感器安裝在帆板上，增加了整個帆板裝置的重量，同時傾角傳感器的精度較高，測量時會將噪聲信號帶入控制系統(tǒng)，影響角度測量的精度。 在這種調速方法中，隨著電動機磁通 Ф 的減小，轉矩相應地降低。 綜合比較，本系統(tǒng)采用方案三。但由于放大電路很難做到完全一致，當電機的功率較大時運行起來會不穩(wěn)定，很難精確控制。 電源模塊的選擇 使用交流電 220v供電，搭建獨立電源模塊，經(jīng)變壓器變壓后，再用 781 7805芯片進行穩(wěn)壓。采用單一的 5V電源供電， 性價比高 、易于與單片機接口連接，但是我們對此芯片原理不夠熟悉。該芯片采用多電平直接模擬量存儲專利技術，單片電路可錄放 32～ 60秒，串行控制時可分 256段以上，并行控制時最大可分 8段。 （ 5）數(shù)字顯示方案：采用 LCD12864液晶顯示。其結構框圖和電路圖分別如圖 、圖 。 范圍內(nèi) 均勻、穩(wěn)定 變化。 圖 顯示 電路 顯示部分 用 LCD12864來顯示系統(tǒng)中所需的信息，如：“帆板控制系統(tǒng)”、“設定狀態(tài)”、“設定角度”、“檢測角度”。過整流橋并利用八個容量較大的電容濾波，從而得到較為穩(wěn)定的直流電壓。 勻速均勻變化；反之按動減 1 鍵也可以實現(xiàn)帆板轉 角從 60176。積分分離算法在控制開始時不進行積分，直至偏差達到一定閾值后才進行積分累計。其中， A/D 轉換子程序流程圖如圖 a 所示（附錄 1），角度測量子程序流程如圖 b 所示（附錄 1），定時器中斷子程序如圖 所示，讀取鍵值子程序如圖 。 ） 指導教師（簽名） 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： （根據(jù)學生答辯回答問題時知識面掌握、邏輯思維努能力、口頭表達能力、回答問題的正確性等綜合填寫） 答辯委員會（小組）負責人（簽名） 年 月 日 。經(jīng)測試系統(tǒng)可以完成：①人為改變帆板轉角，系統(tǒng)能自動監(jiān)測帆板的轉角度數(shù)；②按鍵控制風力、系統(tǒng)能自動監(jiān)測帆板轉角；③按鍵控制風力、系統(tǒng)能自動監(jiān)測穩(wěn)定的帆板轉角（ 10s內(nèi)）；④鍵盤設定轉角，系統(tǒng)能自動監(jiān)測帆板轉角（ 5s 內(nèi)）；⑤間距變化，鍵盤設定轉角，系統(tǒng)能自動監(jiān)測帆板轉角（ 5s 內(nèi)）這 5 項的基本要求和發(fā)揮部分的功能。因此，圖 積分分離法克服積分飽和 18 假設要求帆板穩(wěn)定在 0? ，現(xiàn)確定一個范圍 ?? ??0 （ ??? 3? ） ，調整按鍵增大 PWM波的占空比，逐漸增大風帆的轉角 x? ，不斷將 x? 與 ?? ??0 進行比較，如果 ?? ?0 x? ?? ??0 ，表明風帆轉角已經(jīng)達到題目要求的精度范圍，保持風扇轉速即可，反之亦然。 勻速變化。其電路圖如下圖 ： 圖 電源電路圖 17 4 .軟件設計 控制算法 定頻調寬法 在 題目要求為 一定 間距時，通過操作鍵盤控制風力大小，使帆板轉角在 0～ 60176。 15 聲光提示模塊電路的設計 當系統(tǒng)監(jiān)測到帆板轉角達到設定的角度時 ，單片機 電平信號，由 PNP型三極管驅動揚聲器，發(fā)出提示聲音，同時 出低電平信號，使發(fā)光二極管 D13發(fā)光報警。 同時 ULN2803在輸入 5V工作電壓下 可最大驅動電壓50V、電流 650mA的負載 ， 因此 可選用 ULN2803構成 風扇 驅動 電路。通過調節(jié)按鍵來控制電機的轉