【正文】 ............................................. 19 實驗器材 ............................................................................................ 19 控制要求 ............................................................................................ 23 實驗步驟 ............................................................................................ 24 梯形圖的設(shè)計 ......................................................................... 24 結(jié) 論 ................................................................................................... 32 致 謝 ................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ............................................................................................... 34 1 第一章 緒論 課題在理論和實際應(yīng)用方面的價值 小車運動控制系統(tǒng)，也就是最簡單的輪式機(jī)器人，最適合在那些人類無法工作的環(huán)境中工作，它們已在許多工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。智能車輛駕駛?cè)蝿?wù)的自動完成將給 人類社會的進(jìn)步帶來巨大的影響，例如能切實提高道路網(wǎng)絡(luò)的利用率、降低車輛的燃油消耗量，尤其是在改進(jìn)道路交通安全等方面提供了新的解決途徑。 MOB－ LAB 是開放“移動試驗室”的代名詞，后來用來研發(fā)車載實時圖像處理系統(tǒng)，通過計算機(jī)視覺系統(tǒng)來檢測車道軌跡，實現(xiàn)車輛自主駕駛。另外，斯特拉斯堡（ Strasbourg）試驗中心、英國國防部門的研究、美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、奔馳公司、美國麻省理工學(xué)院、韓國理工大學(xué)對智能車輛也有較多的研究。圖 中當(dāng) PLC 方式開關(guān)置于 RUN（運行）時，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開關(guān)置于 STOP（停止）時，不執(zhí)行后 3 個階段，此時可進(jìn)行通信處理，如對PLC 聯(lián)機(jī)或離線編程。對于模擬量輸入輸出以及簡單的控制，一般是利用 PLC 的主 CPU 和一定的硬件支持，通過相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)；其它情況由于牽涉到比較的計算量 和 CPU 運算時間，以及 PLC 掃描周期的限制，一般采用自帶CPU 的專用模板，由模板系統(tǒng)軟件完成相應(yīng)的控制任務(wù)。從上述原理可見，任何電機(jī)都體現(xiàn)著電和磁的相互作用，是電、磁這兩個矛盾著的對立面的統(tǒng)一。接通外電路時，電流仍然是從電刷A 經(jīng)負(fù)載流入電刷 B，與線圈一起構(gòu)成閉合的電流通路?？梢姡謩e處在 N、 S 極范圍內(nèi)的導(dǎo)體中的電流方向總是不變的，因此，線圈兩個邊的受力方向也不變，這樣，線圈就可以按照受力方向不停的旋轉(zhuǎn)了 ，通過齒輪或皮帶等機(jī)構(gòu)的傳動，便可以帶動其它工作機(jī)械。 (2)類型 1） 按配置來分 2） 按檢測方法分 ●通用型：主要檢測黑色金屬（鐵）。當(dāng)物體接 近傳感器檢測面對，回路電容量發(fā)生變化，使高頻振蕩器振蕩。缺點是普通滑動旋轉(zhuǎn)傳動效率低，不適于大功率。其中有較強(qiáng)實力和影響的有 :FoudationFieldbus（ FF）、 LonWorks、 Profibus、 HART、 CAN、 Dupline 等。 對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒有差別，只是將普通光耦的單發(fā)單收模式稍加改變，增加一個用于反饋的光接受電路用于反饋。 5）可靠性。有時利用行程開關(guān)使被控物體在規(guī)定的兩個位置之間自動換向，從而得到不斷的往復(fù)運動。 *老師淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，真誠寬厚的待人品德，都給我留下了深刻的印象，也將是我今后人生道路上學(xué)習(xí)的榜樣。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 通過對本系統(tǒng)的研究，是我對 PLC 如何控制小車的運動狀態(tài)有了更直觀的認(rèn)識，加深了對課本知識的理解，和自己動手獨立完成實驗的能力。 在錄音機(jī)和錄像機(jī)中，我們常常使用到快進(jìn)或者倒帶，磁帶急速地轉(zhuǎn)動，但是當(dāng)?shù)竭_(dá)磁帶的端點時會自動停下來。 3）對控制輸入端的影響。 20 對于高頻交流模擬信號，變壓器隔離是最常見的 選擇，但對于支流信號卻不適用。它將傳感測量、補(bǔ)償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中完成 ，僅靠現(xiàn)場設(shè)備即可完成自動控制的基本功能，并可隨時診斷設(shè)備的運行狀態(tài)。人們一般把 50 年代前的氣動信號控制系統(tǒng) PCS 稱作第一代，把 4～ 20mA 等電動模擬信號控制系統(tǒng)稱為第二代，把數(shù)字計算機(jī)集中式控制系統(tǒng)稱為第三代，而把 70 年代中期以來的集散式分布控制系統(tǒng) DCS 稱作第四代。 鏈傳動：中心距變化范圍大，平均傳動比準(zhǔn)確，比帶傳動過載能力大。它有一個振蕩電路，電路中因感應(yīng)電流目標(biāo)物內(nèi)流動引起能量損失影響到振蕩頻率變化。 2） 無觸點輸出，操作壽命長。這樣，線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時針方 向轉(zhuǎn)動了。如果接通外電路，那么電流就從電刷 A 經(jīng)負(fù)載流入電刷 B，與線圈一起構(gòu)成閉合的電流通路。不過，近年來在利用可控硅整流裝置代替直流發(fā)電機(jī)方面，已經(jīng) 取得了很大進(jìn)展。同樣控制訊息輸出也不是采取生成一個就輸出一個的方法，而是先將它們存放在 RAM 中的一個區(qū)域（輸出映像區(qū)），掃描周期結(jié)束時再將輸出映像區(qū)中控制訊息集中輸出。 圖 描述了一個輸入點的接口電路。算法假設(shè)道路是水平地，并且有連續(xù)或點化的車道標(biāo)志線。 4 國外智能小車的研究現(xiàn)狀 智能車輛的研究始于 20 世紀(jì) 50 年代初，美國 Barrett Electronics 公司開發(fā)出的世界上第一臺自動引導(dǎo)車輛系統(tǒng) 。 危險環(huán)境 機(jī)器人非常適合在危險的環(huán)境中使用。 There are DC geared motors, sensors, electronic devices, such as switching power supply ponents in electrical part。并給出詳細(xì)的電路連接圖。 噴漆 這是另一種常見的機(jī)器人應(yīng)用，尤其是在汽車工業(yè)上 。中國第一汽車集團(tuán)公司和國防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院于 2021 年 7 月研制成功 我國第一輛自主駕駛轎車。 1988 年，在都靈的 PROMETHEUS 項目第一次委員會會議上，智能車輛維塔（ VITA， 7t）也進(jìn)行了展示，該車可以自動停車、行進(jìn)，并可以向后車傳送相關(guān)駕駛信息。 PLC 專為工業(yè)場合設(shè)計，采用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由 CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成。 繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯采用的是并行運行的方式，即如果一個繼電器的線圈通電或者放電，該繼電器的所有觸點（不論是常開還是常閉、也不論其 處于繼電器線路的哪個位置上）都會立即同時動作；而 PLC 的軟件邏輯是通過 CPU 逐行掃描執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)的，即如果一個邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點并不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。在發(fā)電廠里，同步發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)、蓄電池的充電機(jī)等，都是直流發(fā)電機(jī)；鍋爐給粉機(jī)的原動機(jī)是直流電動機(jī)。 我們首先來觀察直流發(fā)電機(jī)是怎樣工作的。于是，線圈中的交流電經(jīng)過銅片和電刷整流后，便成為外電路中的直流電了。 當(dāng)然，在實際的直流電動機(jī)中，也不只有一個線圈，而是有許多 個線圈牢固地嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯槽中，當(dāng)導(dǎo)體中通過電流、在磁場中因受力而轉(zhuǎn)動，就帶動整個轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。振蕩器振蕩及停振這兩 種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制開關(guān)信號，經(jīng)功率放大后輸出。 常用機(jī)械傳動的特點 [8]： 帶傳動：中心距離變化范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，可起安全和減震作用，缺點是外廓尺寸大，軸向受力大，壽命短傳動比不能嚴(yán)格保證。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。這里的開放是指對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致、公開性，強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與 遵從。 19 第四章 小車運動控制系統(tǒng)的設(shè)計 硬件電路的設(shè)計 實驗器材 所需的實驗設(shè)備： Ⅰ型實物教學(xué)模型 一臺 （用戶自備） 一臺 若干 (帶編程電纜 )（用戶自備） 一套 工作原理 1．傳感器： (1)接近開關(guān)：接近開關(guān)有三根連接線（棕、蘭、黑）棕色接電源的正極、藍(lán)色接電源的 負(fù)極、黑色為輸出信號，當(dāng)與檔塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。 ： 本裝置中直流電機(jī)驅(qū)動模塊是有兩個繼電器的吸合與斷開來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向的。 何為行程開關(guān)呢？就是一種由物體的位移來決定電路通斷的開關(guān)，在日常生活中我們最易碰到的例子就是冰箱了。 24 實驗步 驟 1．按下面要求接線 ① PLC 輸入 歐姆龍PLC 模型控制板 鍵值輸出A 鍵值輸出 B 鍵值輸出C 1 號位傳感器 2 號位傳感器 3 號 位傳感器 歐姆龍PLC 模型控制板 4 號位傳感器 5 號位傳感器 6 號位傳感器 7 號位傳感器 點動 ② PLC 輸出 歐姆龍PLC 模型控制板 位置顯示 A 位置顯示 B 位置顯示C 報警 左行顯示 右行顯示 電機(jī)正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) PLC 主機(jī)輸入的 COM 接電源的 +24V，輸出的所有的 COM 接電源的 COM 2．用下載線將計算機(jī)的 COM 口與 PLC 主機(jī)的串口相連，打開 PLC 電源。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 梯形圖的設(shè)計 本系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計如下： 25 M O V ( 2 1 ) 9 0