【精品】电子设计竞赛论文

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1、悬挂运动控制系统（E题）-一学生作品原创毕业设计（论文）摘要：悬挂轨迹控制系统是一电机控制系统，控制物体在80cmX100cm的范围内作直线.圆.寻迹等运动，并且在运动时能显示运动物体的坐标。设计采用AT89S51单片机作为核心器件实现对物体运动轨迹的自动控制，通过多圈电位器实现对悬挂物位置的精确测量，并引入局部闭环反馈控制环节对误差进行修正。以达到对物体的控制和对坐标点的准确定位。采用脉冲宽度调制技术控制直流电机驱动芯片L298,以实现对电机的转速、转向、启停等多种工作状态进行快速而准确的控制。采用红外光电传感器实现检测电机

2、速度和画板上黑色曲线轨迹。关键词：运动轨迹；多圈电位器；脉冲宽度调制；红外反射光电传感；直流电机驱动ABSTRACT:Hangtrajectorycontrolsystemisamotorcontrolsystem,objectmakelinear,circle,searchinglocusandetclocomotionwithintherangeofthe80cmX100cm,whilemovementsystemcandisplaythecoordirmteoftheobject.AdoptAT89S51MCUasthe

3、mainparttorealizetheautomaticcontroloftheobjectmotionlocusinthisdesign,systemusingmultiturnpotentiometertomeasurethepositionofobject，andintroduceslocalclosed-loopfeedbackcontrolsystemlinktocorrecterror,inthatcasesystemcanimprovetheaccuracyofcontrolandoricntation.Int

4、hisdesignsystemalsoadoptPWMtechniquecontrolDCmotordrivechipL298torealizetheaccuratecontrolofmotortotationspeed,rotationdirection,Start,Stopandetcoperatingposition.Systemadoptinfraredphotosensormeasuremotorrotationspeedanddrawinglocusbyblackcurveonthepalette.KEYWORDS

5、:sporttrajectory；loopypotentiometer；PWM；infraredphotosensor；DCmotordriving第1章引言运动控制是自动化技术的重要组成部分，是机器人等高技术领域的技术基础，己取得了广泛的丁程应用。运动控制集成了电子技术、电机拖动、计算机控制技术等内容，例如在工厂、码头往往需要将货物从一点搬往另一点，如使用悬挂控制系统更方便、安全。〃此展础上还可设计成基于三线悬挂结构的运动控制装置。所谓三线悬挂是指，将三根缆线系于-点并悬挂重物，且三根缆线分别挂在三个固定滑轮上，其长度出电机

6、驱动的三个绕线轮分別控制，从而控制悬挂重物在三维空间中的位置。其中原理和悬挂轨迹控制系统一样的。悬挂轨迹控制系统是一电机控制系统。为满足控制需要，本系统采用AT89S51单片机作为核心器件，多圈电位器为物体位置数据采集器件，以L298驱动的直流电机为执行设备，键盘和LED显示为人机接口的结构方式。算法方面通过以微小直线为单位的策略，完成较为复杂的长直线、圆周和不确定曲线。系统软件将物休运动的坐标转化成悬绳伸缩的距离，进而计算出多圈电位器需要转动到的位置，再算出两直流电机的脉冲宽度调制(PWM)值。再通过A/D转换实现对悬挂物位

7、置的精确测量，并引入局部闭环反馈控制环节对误差进行修正。对于系统自定的确定线型(直线和圆周)，通过调整两个直流电机不同的PWM值的搭配，可以控制物体的运动方向。而对于不确定的曲线，出光电传感器得到路线信息，经过单片机的处理，给出物体运动方向的指令。木设计的主要特点：1、优化的软件算法，智能化的自动控制，误差补偿。2、使用双动滑轮，有效防止滑轮与拉绳之间打滑。3、使用多圈电位器与动滑轮同步转动，引入反馈，实现物体精确定位。4、LED显示模块提供一个人机对话界面，并实时显示处标及物体的运动轨迹。第2章系统功能及基本原理2.1设计任

8、务1、控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；2、控制物体在80cmX100cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100cm,物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300秒内完成；3、控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm的岡周运动，限300秒内完成;4