懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-08-24 17:47本頁面
【導(dǎo)讀】設(shè)計采用AT89S51單片機(jī)作為核心器件實現(xiàn)對物體運(yùn)動軌跡的自動。反饋控制環(huán)節(jié)對誤差進(jìn)行修正。采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)控制直流電機(jī)驅(qū)動芯片L298，以實現(xiàn)對電。機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、啟停等多種工作狀態(tài)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的控制。外光電傳感器實現(xiàn)檢測電機(jī)速度和畫板上黑色曲線軌跡。技術(shù)基礎(chǔ)，已取得了廣泛的工程應(yīng)用。計成基于三線懸掛結(jié)構(gòu)的運(yùn)動控制裝置。所謂三線懸掛是指，將三根纜。為滿足控制需要，本系統(tǒng)采。定線型，通過調(diào)整兩個直流電機(jī)不同的PWM值的搭配，線信息，經(jīng)過單片機(jī)的處理，給出物體運(yùn)動方向的指令。測試時現(xiàn)場標(biāo)出，線寬～，總長度約50cm，顏色為黑色；間斷線段，間斷距離不大于1cm；沿連續(xù)曲線運(yùn)動限定在200秒內(nèi)完成，間的偏差不得超過4cm。始點到達(dá)目標(biāo)點，還需要相應(yīng)的設(shè)定及顯示電路。
【正文】 d=d0d1 （ ） 根據(jù) c， d 的正負(fù)分別確定電機(jī) 1，電機(jī) 2 的正反轉(zhuǎn)向。設(shè)繩索位移1mmAD 變化值為 P，而根據(jù) c， d 的絕對值來確定電位器 1，電位器 2 所要變化的值： 電位器 1 所分配的數(shù)值： 懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 m=|c|*p （ ） 電位器 2 所分配的數(shù)值： n=|d|*p （ ） 誤差補(bǔ)償 為了使運(yùn)動軌跡更加平滑，采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)控制直流電機(jī)驅(qū)動芯片 L298，以實現(xiàn)對電機(jī)的轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的控制，設(shè)電機(jī) 1 所運(yùn)行的線值為 n,電機(jī) 2 所運(yùn)行的線值為 m，則輸出到電機(jī) 1懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 和電機(jī) 2 的定時器初值比例為 n/m，這樣可使電機(jī) 1 和電機(jī) 2 同步到達(dá)目標(biāo)點。在點到點運(yùn)行中，假設(shè)電機(jī) 2 的定時 器初值為 t，則電機(jī) 1 的定時器初始為 n/m*t，該算法可能會造成電機(jī)所運(yùn)行的路徑為一條曲線，可以讓單片機(jī)不斷計算當(dāng)前點到目標(biāo)點的距離，不斷改變定時器初值，也可以將直線分成幾個線段來運(yùn)行，使得所運(yùn)行軌跡精度更高，直線更平滑。 數(shù)學(xué)模型 本設(shè)計要求懸掛物能夠畫一個圓，采用微分曲線直線逼近法。首先將圓周等分為 N 份，將每小份弧線段等效為直線段畫出， N 越大，曲線就光滑。 設(shè)所畫圓的圓心坐標(biāo)為（ x0,y0）半徑為固定的 25cm，（ x,y）為圓周上的任意一點，由此確定圓的方程為： (x*x0)2+(yy0)2=252 （ ） 若直接使用該方程來求圓上點的坐標(biāo)，算法比較復(fù)雜，采用了圓的參數(shù)方程： X=x0+25sint （ ） Y=y0+25cost （ ） (x0,y0)為圓心坐標(biāo) 這樣，則圓的坐標(biāo)僅與參數(shù) t 有關(guān)，因此，使角度 t 以某一設(shè)定的角度步長 v 累加，使 t+q*v 在周期 [t,t+2π ]內(nèi)變化，其中 q 為累加值。這樣就可以采樣到圓上均勻的點，顯然，角度步長 v 越小，在圓周上取得點越多，控制也會更精確。 懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 程序流程 主流程圖 本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用匯編 語言與 C 語言交叉使用，為達(dá)到題目要求的控制精度和響應(yīng)時間，針對各項功能設(shè)計相應(yīng)的巧妙算法，采用了匯編語言與 C 語言交叉使用。系統(tǒng)軟件主程序流程圖如圖５ .2 所示： 程序開始后，首先要對尋跡的光電檢測口、 MAX721電機(jī)驅(qū)動模塊進(jìn)行初始化，然后判斷設(shè)置鍵或方式鍵是否有按下，以執(zhí)行設(shè)置或幾種方式的程序。 定點運(yùn)動子程序 單片機(jī)從鍵盤讀入功能鍵和起始坐標(biāo)值（ X0， Y0），將（ X0， Y0）帶入式51 和式 52 中計算出 a0 和 b0。再從鍵盤讀入終點坐標(biāo)值（ X1， Y1），也將其帶入式 53 和式 54 中計算出 a1 和 b1，程序流程圖如 所示。 懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 圖５ .2 主程序流程圖 懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 圖 定點運(yùn)動子程序流程圖 畫圓子程序 根據(jù)圓的參數(shù)方程的計算圓上點的坐標(biāo)，通 過調(diào)用定點程序來實現(xiàn)，畫圓程序流程圖如圖 所示。 懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 尋跡子程序 尋跡示意圖如圖 示，通過判斷傳感器的不同狀態(tài)值，作出相應(yīng)的處理動作，當(dāng)遇到斷點時，多角度檢測下段的黑線，直到再次檢測到黑線。 尋跡流程圖如圖 所示。 懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 第六章 結(jié)束語 本系統(tǒng)主要以單片機(jī)（ AT89S51）為主要控制、計算芯片。采用了L298 驅(qū)動芯片和 PWM 技術(shù)實現(xiàn)電機(jī)控制。在設(shè)計過程中，力求硬件電路簡單，充分發(fā)揮軟件設(shè)計的優(yōu)勢，編程靈活方便來滿足系統(tǒng)的要求。在檢測部分，選擇了雙滑輪來解決打滑問題。還可 利用上位機(jī)軟件（例如懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 組態(tài)王軟件）進(jìn)行實時模擬顯示和控制。由于沒有器材，所以未能完成實物制作，考慮到無實物此部分的發(fā)揮效果得不到展示，所以放棄了上位機(jī)軟件的擴(kuò)展。但從理論上基本上完成了題目中所有的基本要求和發(fā)揮部分。 懸掛軌跡運(yùn)動控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 致 謝 次此能順利完成畢業(yè)設(shè)計，除了我自身的努力以外，更少不了老師和同學(xué)的幫助與指導(dǎo)。為此，在這里我要對那些予以我?guī)椭拿恳晃焕蠋熀屯瑢W(xué)表示衷心的感謝。此外，還要特別感謝對我予以指導(dǎo)的指導(dǎo)老師 XXX 老師，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，由于有他的耐心仔細(xì)的指導(dǎo)， 在他繁忙的工作之余，還能抽出時間來指導(dǎo)我的設(shè)計，并對我設(shè)計中的每一個環(huán)節(jié)，每一個步驟和方案設(shè)計都做了一一的講解、糾正和補(bǔ)充，在此對他表示衷心的感謝！ 由于知識水平有限，在設(shè)計過程中難免有所出錯，所以，希望各位老師、同學(xué)或讀者能對我的設(shè)計論文中的缺陷和不足予以指正。
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