懸掛運動控制系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2024-08-03 14:11 本頁面
【文章內容簡介】 辦法難以實現(xiàn)循跡控制，因此自己設計了一套循跡算法。如圖4，定義了物體循跡時運動的8個方向，圖中黑箭頭（1號方向上）表示物體當前的循跡方向。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整Direct，再沿新的Direct方向步進。由于所給的曲線是連續(xù)的，所以每次調整Direct只能是＋1或－1。如圖4所示，Direct在需向左偏時則Direct加1，需向右偏則減1，繼續(xù)前進則保持不變。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（0～7）進行?，F(xiàn)在考慮如何決定左偏或右偏的問題，使用上述調整辦法只需要根據(jù)Direct的前后方向及左右方向的四個信號對Direct調整即可。如圖4中僅需根據(jù)7方向的信號對Direct調整。由于每個方向上177。1和保持不變的傳感器信號是一定的，故對8個方向上的調整策略用一個靜態(tài)數(shù)組的形式保存起來，調整時直接查表即可，方便編程。這種循跡算法大大地減少了循跡運動的調試時間，為整個作品成功的完成打下了基礎。當每次步進的距離較小時，若在Direct方向的前、左、右三處的傳感器同時發(fā)現(xiàn)是白紙，則表明傳感器探測到了曲線的間斷部分或盡頭，此時應根據(jù)前幾次（2～3次）Direct的平均值作為探索方向，再向前步進2～3步，保證循跡的正確停止。在取平均值時，需對7224。0和0224。7的轉變作特殊處理，否則可能出錯。實踐證明，按照上面的辦法循跡迅速穩(wěn)定，并且不會受交叉線的影響。由于軌跡線有一定寬度，實際的軌跡不可能轉折得十分迅速，當步進距離較小時，甚至可以完成銳角的循跡。本系統(tǒng)使用的步進距離是8毫米，效果很好。三、系統(tǒng)各模塊電路設計及分析1．步進電機驅動模塊圖5為采用L297和L298所組成的步進電機驅動電路。圖5 四相步進電機驅動電路2．LCD顯示模塊（略）3．PS/2鼠標模塊本作品使用了240128點陣式LCD作為顯示工具，屏幕相對較大，故添加了PS/2鼠標作為輸入設備。PS/2鼠標使用TTL邏輯電平，與單片機接口方便，使用串行數(shù)據(jù)傳輸方式工作，占用單片機IO口少，且價格便宜，是一種實用的外圍設備。圖6為PS/2鼠標接口的連接圖。圖6 PS/2鼠標接口圖當系統(tǒng)啟動時，鼠標需要完成初始化工作。本作品仿照個人電腦啟動的方式完成了鼠標的初始化工作，并且最終將鼠標設置為如下方式：工作模式： Stream 模式采樣速率： 100采樣點/秒分辨率： 4個計數(shù)值/毫米縮放比例： 1：1數(shù)據(jù)報狀態(tài)： 禁止?jié)L輪功能： 未開沒有使用滾輪功能，其數(shù)據(jù)包格式如表1所示。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)設置，每次鼠標動作時將往單片機機發(fā)送一個數(shù)據(jù)包。單片機接收到該數(shù)據(jù)包即可知道鼠標的全部動作，然后用軟件根據(jù)需要處理即可完成移動、單擊、雙擊等功能。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。8個傳感器信號通過一個移位寄存器74HC165轉換成串行數(shù)據(jù)，送往單片機處理，為循跡算法提供必要信息。電路如圖7所示，圖中僅畫出一路傳感器的連接，其它7路傳感器
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