基于直流电机的移动台定位控制设计

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1、电气课程设计板告弗I子直洗电机的移场台定往控利设计二级学院机电工程学院专业电气工程及其自动化班级13电气2班姓名学同组同学姓名同组同学学号同组同学姓名同组同学学号2016年12月05q一、题目要求1、不使用位置传感器，设计电机的控制电路；2、根据给定位罝，通过测量转速，计算电机行驶距离，实现在给定位置准确停车。S■1重ga11负重块二、方案设计1、总体构思本课设的目的在于对直流电机的移动台定位控制，由于实验室提供的移动台本身自带冇电机模块和光电编码器模块，我们考虑运用实验室提供的飞思卡尔单片机电路板，加上一个I298n驱动芯片，制作一个简易版驱动电路，通过外加电源，给

2、予高低电平控制电机的正反转。2、硬件设计L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的10口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5〜7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为+2.5-46Vo输出电流可达2.5A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，0UT1,0UT2和0UT3，0UT4之间可分别接电动机，木实验装置我们选用驱动一

3、台电动机。5,7,10,12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA,EnB接控制使能端，控制电机。IOOHMCT(OTOnNeCURRENTSeNSMGBOUTPUT4OUTPUTSMPUT4ENABLEBMPUT3LOGICSUPPLYVOLTAGECMD•IPUT2ENABLEAWPUT1SUPPLYVOLTAGEVgOUTPUT2OUTPUT1CURRENTSCNSMGA表1U298N功能校快Vn1ln2通籽状态0XX停止11o正K1011111O0件It图6光电编碎g电路光电编码器模块：这是一张光电编码器部分的电路原理图。图上的74LS74芯片上就是两个D

4、触发器。A相接在P3A4的引脚用于计数器0采集脉冲。A相同吋接在CLK端，B相接在D端，Q接在P3.2引脚，外部中断0检测和Q非接在P3.3外部中断1来检测。另外A相和B相各需接一个上拉电阻，阻值为1K。这样输出的脉冲就可以直接接在单片机上，进行检测了。另外74LS74芯片的SET引脚,CLR引脚，VCC引脚都接电源，GND引脚接地。整个电路就连接完成了。3、软件设计主程序流程为光电编码器测速系统的主程序流程图。通过该图可以直观的了解到整个调控程序的大致走向为先扫描每秒钟速度和每分钟速度的控制按键，确定了是显示速度的方式之后，再执行显示程序，显示出速度。接着又重新回到

5、控制按键扫描的程序中，如此不断重复循环。秒速分速键扫描I屮断程序流程光电编码器测速系统的中断程序流程图。脉冲计数周期主要是由单片机内部精确到毫秒的定时器每次以间隔相同的时间进入巾断，中断1000次冰形成一个周期。一个周期的时间到了，就进行一次脉冲计算。一个周期时间没到就进入主程序。从而控制每个周期的方波高电平和低电平各自持续的时间即控制了方波的占空比。通过该图也可以清晰明了的知道，该中断程序主要涉及的就是方波的调控。先是判断高电平是否未达到调控的时间，如果未达到则让gdp+1,即让继续高电平保持。如果gdp为100则说明主程序已经把方波调控到一直保持高电平，就让gdp

6、为0,就可以一直输出高电平了。如果高电平达到了调控的时间，就让控制电机的W个引脚都为低电平并让ddp+1,即让继续低电平保持。如果低电平未达到了调控的吋间，就进入主程序继续保持低电平等待下一次中断。如果低电平达到了调控的时间，就让ddp=gdp=0，即重新幵始下一个方波。4、系统调试距离5cm10cm15cm20cm误差10.1cm0.2cm0.3cm0.1cm误差20.2cm0.1cm0.1cm0.1cm误差30cm0cmOcm0.3cm误差40cm0.1cm0.2cm0.2cm误差50.3cm0.2cm0.1cmOcm误差60.1cm0.1cm0.1cm0.1cm

7、5、实物图——总体电路如下图三、遇到的问题1.问题描述:用单片机测量9V小电机转动脉冲数时，发现与示波器测量得出的脉冲数数值相差较大。通过查阅对应光电编码器的对应资料，以及以往的电学基础，发现是单片机与编码器未共地导致脉冲数测量不准确，线路改接后，能够得到比较准确的脉冲数。2.问题描述：使用L298n芯片时无法驱动电机，2,3脚测不到对应24v输出电压和对应电流。通过查阅L298n芯片手册，发现4脚未给24V驱动电压，而错误的将其接到4脚。同时1脚少接了1个保护限流电阻。经过调整，改接，焊接电阻等成功的解决了问题，可以正常的驱动电机。3.问题描述：在