懸掛運動控制系統(tǒng)設(shè)計(更新版)
【正文】 有一定寬度，實際的軌跡不可能轉(zhuǎn)折得十分迅速，當步進距離較小時，甚至可以完成銳角的循跡。表1 鼠標數(shù)據(jù)包格式字節(jié)1X溢出Y溢出Y符號X符號1中鍵右鍵左鍵字節(jié)2X軸位移量字節(jié)3Y軸位移量根據(jù)設(shè)置，每次鼠標動作時將往單片機機發(fā)送一個數(shù)據(jù)包。因此，本作品使用了嵌入式操作系統(tǒng)來進行軟件開發(fā)。系統(tǒng)采用了使用數(shù)據(jù)幀傳送信息的辦法解決這個問題。本作品以減小其半徑的辦法降低誤差。解決辦法是根據(jù)力學分析采用機械的辦法保證繞線不重疊，并且使用半徑小的牽引線使繞線在橫向延伸的距離減少，從而減少誤差。初始定位時需提供物體坐標，測量結(jié)果需人為讀數(shù)，這會引入誤差。2）筆尖和懸掛點不在同一平面引入誤差，應盡量使三點處于與地板平行的平面以減小誤差。表2 系統(tǒng)所使用數(shù)據(jù)禎格式首部信息部分尾部0xff0x7f禎信息數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2……0xff0x01上述數(shù)據(jù)格式中，在信息部分每個0xff發(fā)送為兩個0xff，每幀數(shù)據(jù)必帶首部和尾部。2．系統(tǒng)軟件總體設(shè)計系統(tǒng)需完成人機交互、電機控制、循跡算法等功能。4．串行鍵盤模塊（略）5．傳感器模塊采用了8個反射式紅外對管ST168組成探測軌跡的傳感器陣列。三、系統(tǒng)各模塊電路設(shè)計及分析1．步進電機驅(qū)動模塊圖5為采用L297和L298所組成的步進電機驅(qū)動電路。這種循跡算法大大地減少了循跡運動的調(diào)試時間，為整個作品成功的完成打下了基礎(chǔ)。循跡時，使用變量Direct表示當前物體運動方向，物體每次運動時先按當前方向向前步進一段固定的距離，然后檢測采樣傳感器信號并調(diào)整Direct，再沿新的Direct方向步進。(x2,y2)，則可轉(zhuǎn)化為(L1,R1)224。采用四相八拍驅(qū)動方式，176。圖1 系統(tǒng)總體方框圖二、系統(tǒng)原理與分析1．步進電機特性步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。此方案循跡穩(wěn)定，但實現(xiàn)難度較大。從系統(tǒng)穩(wěn)定性和功耗上考慮，本系統(tǒng)選擇了方案一。因此，決定使用步進電機控制的方案，整個系統(tǒng)的總體控制結(jié)構(gòu)是開環(huán)的。運動的精度為毫米級，過渡時間不超過1分鐘。但在閉環(huán)方式的控制系統(tǒng)中，一般都需要反饋信息。專用驅(qū)動芯片內(nèi)部的壓降一般比較低，在驅(qū)動電路上的功耗較低。為了降低系統(tǒng)硬件成本，使用單MCU結(jié)構(gòu)是較好的方案。本系統(tǒng)使用了方案二。這一特性是整個系統(tǒng)方案的基礎(chǔ)。只要能夠平滑、精確地完成任意兩點的移動，就能夠完成按任意曲線的運動。實踐證明，這種驅(qū)動方式可以得到平滑的直線軌跡。由于只有8個運動方向，所以對Direct的運算需在模8的范圍內(nèi)（0～7）進行。0和0224。圖6為PS/2鼠標接口的連接圖。圖7 傳感器及信號處理電路6．電源模塊用了三片大功率穩(wěn)壓片LM78H05K作為電源，其中兩個分別給兩個步進電機供電，第三個給其它所有器件供電。同時，利用Mini OS提供的中斷管理功能，更是方便了整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計。圖11 接收端數(shù)據(jù)幀接收流程五、系統(tǒng)測試與數(shù)據(jù)分析1．測試儀器FLUKE17B多功能數(shù)字萬用表；秒表、卷尺；數(shù)字示波器TDS1002；凌陽SPCE061A單片機系統(tǒng)；YB1620P功率函數(shù)發(fā)生器；直流穩(wěn)壓電源。4）牽引線引入的誤差，包括拉伸誤差和由松弛產(chǎn)生的誤差
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