rs232串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-大學(xué)畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)位論文范文模板參考資料-wenkub.com
2024-11-25 06:10 本頁面
【正文】 在本次設(shè)計(jì)中，亮點(diǎn)是完成了串口通信，同時完成了 visual basic 與單片機(jī)間的通訊，完成了設(shè)計(jì) 要求，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。 在本次設(shè)計(jì)中也遇到了不少問題，其中最主要的是對于新接觸的問題完全失去了主動能力，沒有任何的辦法克服，還給了自己借口逃避，但是由于指導(dǎo)老師的引導(dǎo)才進(jìn)入了題目，在此，謝謝 老師。本設(shè)計(jì)采用 vb 編程來實(shí)現(xiàn) RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)，從而完成課題目標(biāo)。 如下圖 10 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 圖 10 AT89S52 各引腳示意圖 主要性能： 與 mcs51 單片機(jī)兼容 8K 字節(jié)在系統(tǒng) 可編程 Flash 存儲器 1000 次擦寫周期； 全靜態(tài)操作： 0Hz33MHz； 三級加密程序存儲器； 32 個可編程 I/O 口線； 三個 16 位定時器 /計(jì)數(shù)器； 六 個中斷源 全雙 工 UART 串行通道； 低功耗空閑和掉電模式； 1掉電后中斷可喚醒； RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 1看門狗定時器； 1雙數(shù)據(jù)指針； 1 掉電標(biāo)示符 。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位 定時器 /計(jì)數(shù)器，一個 6向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振時鐘電路 。 開發(fā)板 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。這就是直流電動機(jī)的工作原理。后，導(dǎo)體 cd 轉(zhuǎn)到 N 極下，導(dǎo)體 ab 轉(zhuǎn)到 S 極下時，RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷 A 流入，經(jīng)導(dǎo)體 cd 、 ab 后，從電刷 B 流出。 直流電機(jī)的工作原理如下： 導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。 例如他勵直流電機(jī)（ 勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對勵磁繞組供電 ）、并勵直流電機(jī)（ 勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián) ， 電機(jī)本身發(fā)出來的端電壓為勵磁繞組供電 ， 勵磁繞組與電樞共用同一電源 ）、串勵直流電機(jī)（ 磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源 ）、復(fù)勵直流電機(jī)（ 復(fù)勵直流電機(jī)有并勵和串勵兩個勵磁繞組，若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生 的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵。與試驗(yàn)要求貼近，且省去了其他繁瑣的制作工藝過程 ，因此選用直流電機(jī)。轉(zhuǎn)矩一定時，轉(zhuǎn)矩則會隨電壓線性調(diào)節(jié)。而直流電機(jī)能夠?qū)⑤斎氲碾妷盒盘?變成角位移或角速度輸出，改變控制電壓即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，用途廣泛，主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 寬廣的調(diào)速范圍。智能小車控制系統(tǒng)要求電機(jī)具有高可靠性，高精度，啟動、停止和反向均能連續(xù)有效地進(jìn)行，具有良好的響應(yīng)性，運(yùn)行特性穩(wěn)定，良好的抗干擾能力，體積小，重量輕等。其次介紹了部分的控制理論，使得我們面對目標(biāo)與過程更加清晰化，并且提供了一個平臺，一個理論依據(jù)。小車原地轉(zhuǎn)動，小車?yán)@一個車輪轉(zhuǎn)動等，要實(shí)現(xiàn)智能小車的各種狀態(tài)行走只需要把各種曲線運(yùn)動和直線運(yùn)動相結(jié)合即可。在 [nt , ntT? ]內(nèi)對 ??cos t? 線性差值近似有 ? ? ? ?1c o s c o sc o s c o s nnnnt t tT???? ? ?? ? ? 從而可以得 ? ? ? ?1c o s c o sc o snT nnn n n nx v t t t d tT???? ? ???? ? ? ? ????? RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 ? ? ? ?1 1c o s c o sc o s nnn n n nt t S ST??? ? ????? ? ? ? ????? ? ?1 1c o s c o snn n n n nt T S t ST??? ?? ? ? ????? ? ?1c o s c o s nTnn n S t d tT?? ?? ? ? 式中的 nS 和 1nS? 分別為智能小車中心第 n 次采樣時刻到第 n+1 次采樣時刻之間移動的距離，其中 ? ?nTn S t dt?? 近似為 ? ? 12nT nnn SSS t dt T? ? ??? 進(jìn)而可得 ? ? 11 c o s c o s2nnn n nx S S ???? ?? ? ? 同理可得 11 c o s c o s2nnn n nx x S ???? ?? ? ? 11 s in s in2nnn n ny y S ???? ?? ? ? 1n n n? ? ?? ? ?? 由以上分析可知， 獲得 n時刻左輪與右輪轉(zhuǎn)動的距離后，可以求得 nrS? 和lnS? ，然后可以求得智能小車在 n+1 時刻的位置。 因此，由 x?和 y? 可以知道 每一步小車在橫向和縱向的位移，而由式 n????可以知道小車運(yùn)RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 動的 每一步 與水平方向的夾角變化量。下面分析智能小車的弧線行走控制方法。每一段弧線都是有曲率半徑不同的圓弧組成。在圖 5 中可以直接看出小車運(yùn)動過程中與水平方向的夾角保持不變，即‘ ? ? ? ?1nn???? 。因此對智能小車最基本的幾種軌跡形式的分析成為必要。 運(yùn)動分析 移動機(jī)器人要想走向使用，必須擁有能勝任的運(yùn)動系統(tǒng)，可靠的導(dǎo)航系統(tǒng)，精確的感知能力。 理論分 析 數(shù)學(xué)建模 按照 第三章 電機(jī)選型的規(guī)則，選擇的直流電機(jī)的主要參數(shù)如下： RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 額定電壓： 12eUv? 額定功率 ： ? 轉(zhuǎn)速 ： 1200en rpm? 電樞電流 : 100eI mA? 機(jī)電時間常數(shù)： 11mT ms? 減速比： 10:1i? 轉(zhuǎn)動慣量不大于： 10rJ K g m?? ? ? 1. 電機(jī)相關(guān)參數(shù)推算 電樞電阻22e e ea eU I PR I??? 電樞電感 ea p e eUL n n I? ??式中 pn 為電機(jī)磁對數(shù) 電機(jī)輸出額定轉(zhuǎn)矩 ee ePT n? 電勢常數(shù) 9 .5 5 ( )e e ag eU I RK n ?? 轉(zhuǎn)矩常數(shù) MEKK? 由上述關(guān)系式估算 可得： 電樞電阻 ?? 電樞電感 ?? 電勢常數(shù) ? 轉(zhuǎn)矩常數(shù) ? 智能小車總質(zhì)量 Kg? ，車輪直徑 45D mm? ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)小車車輪與地面的抹茶系數(shù)為 ，隨著運(yùn)行環(huán)境的不同會有所不同，假設(shè)小車運(yùn)行在地面平整的實(shí)驗(yàn)室，則小車 行駛中車輪承受的摩擦RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 力矩為 : 0 .0 0 5 522L m g DT f N m? ? ? ? ? 負(fù)載折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩為： i N m? ?? 電動機(jī)負(fù)載折算到電動機(jī)軸上的粘性摩擦系數(shù)為： ?? 負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量： 2 41 .2 1 024L mDJ ?? ? ? ? 負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量： 2 6 10LJ i K g m? ?? ? ? 電動機(jī)軸上總的轉(zhuǎn)動慣量： 2 69. 5 10G e s P r LJ J J J i ? ?? ? ? ? ?，式中 PJ 為齒輪轉(zhuǎn)動裝置及輪子折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，初步估計(jì)為 5rJ 。 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7
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