桥式吊车专业实验任务书_终稿docx

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1、第26页北京航空航天大学专业实验报告专业名称自动化专业方向飞行控制系统班级110324学生姓名吴崇珂指导教师袁少强2014年10月11日第26页目录1系统设计任务及技术指标32系统的组成和工作原理42.1系统的组成42.2工作原理53计算机控制系统的设计与实现53.1计算机控制系统的设计方案（硬件、软件）53.2实时控制软件框图63.3数据采集（吴崇珂负责）、数据处理（赵友铖负责）与模拟量输出（赵子豪负责）73.4采样周期的实现（赵子豪负责）123.5界面设计与实现（张娱负责）133.6动画的设计与实现（李昆鹏负责）194系统的组装及调试194.1吊摆实现电路244.2反馈极性判别

2、244.3系统调试25系统性能分析与结论255收获和体会26第26页1系统设计任务及技术指标专业实验任务书题目：数控式桥式吊车控制系统一．技术指标：1．摆角稳定时间小于5秒，摆动次数小于3次2．吊车启动时最大摆角小于±10°3．吊车最大速度为0.5米/秒4．D/A输出100mv电机起动，D/A输出5v时对应电机最大速度二．实验任务1．桥式吊车实验系统方案和主要部选择2．桥式吊车系统元部件测试与建模3．数字控制器硬件实现4．数字控制器软件实现5．闭环系统的组成和实验调试6．实验结果分析7．编写专业实验报告第26页2系统的组成和工作原理2.1系统的组成图1数字式桥式吊车系统的结构原理数

3、字式桥式吊车系统的结构原理如图所示，计算机作为数字控制器实现对系统的实时控制，同时也为操作者提供人－机界面，完成对系统的监督管理功能，如实时画图、采集数据等。A/D、D/A接口板插在计算机内，完成模数、数模转换。小功率随动系统用于电压和功率的放大。电机、测速机是系统的执行元件和速度反馈元件，电位计1和2分别是车位置反馈元件和摆角度反馈元件。吊车系统的整套机械部件安装在一块底板上。底板上固定着导轨、皮带轮、电机、测速机、车位置反馈电位计，底板开槽，使吊摆垂下去。吊车轨道的有效长度约为0.7米，吊车组件包围在轨道外，四个车轮在导轨上方运动，吊车板下面连着小车板支架和角位置电位计支架，两

4、支架之间安装吊摆，在角位置电位计支架上装有测量吊摆角度的单圈电位计。计算机、A/D、D/A板，小功率随动系统、电机、测速机、桥式吊车装置通过机械或电气手段连接成一个整体。其中电气连接通过控制盒实第26页现。2.2工作原理图2DigitalCrane数字式桥式吊车控制系统框图吊车（下装吊摆）在电机的拖动下沿固定的直线导轨进行运动，相应地，产生了吊车的直线位移和吊摆的转角。线速度、线位移由与皮带轮同轴安装的多圈电位计测得，角位移由安装在吊摆轴上的单圈电位计测得，这三个物理量通过A/D转换送入计算机，经过机内的实时控制程序运算产生控制指令，该指令经D/A变换送入小功率随动系统，经过功率放

5、大再输出给电机，产生相应的控制作用，从而实现对吊车线位移和吊摆角位移的控制。3计算机控制系统的设计与实现3.1计算机控制系统的设计方案（硬件、软件）硬件部分：第26页软件部分：编程环境为TC.定时器初始化.开机动画.A/D转换，数字量处理.吊车运动状态实时显示.D/A转换3.2实时控制软件框图第26页3.3数据采集（吴崇珂负责）、数据处理（赵友铖负责）与模拟量输出（赵子豪负责）首先是A/D函数的调用，具体内容：使计数器8253工作在方式4；给A/D转换器发送转换的通道；延时25微秒；启动A/D转换；延时25微秒；读取高四位和低八位；合成12位浮点数；返回；程序如下：第26页floa

6、tadc(intn){intadh=0,adl=0,adint=0;inti=0;floatad=0;outportb(0x31b,0x18);/*8253工作与方式4*/outportb(0x310,n);/*发送通道号（0-15）*/for(i=0;i<5000;i++);/*延时25us*/outportb(0x311,0x0);/*启动A/D转换*/for(i=0;i<5000;i++);adh=inportb(0x312)%16;/*读高4位(屏蔽高4位)*/adl=inportb(0x313);/*读低8位*/adint=adh*256+adl;/*合成12位*/ad=

7、(float)adint/0x800-1;/*转换成浮点数(-1-+1)*/return(ad);}A/D通道0为小车位置通道；A/D通道1为小车速度通道；A/D通道2为小车摆角通道；在进行模拟量采样的时候，由于测速机，多圈电位计，单圈电位计对速度、摆角、位置等物理量到电量的转换需要一定的时间，因此在调用A/D转换的时候进行了3次调用，每次50微秒，这样就得到了较为准确的物理量测量值。速度的采集由于本身的噪声比较大，我们进行了滤波处理。具体是每次采集进来一个数就将最前