悬挂控制系统的设计开题报告

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1、开题报告悬挂控制系统的设计一、选题的背景、意义首先，控制系统目前应用于各个行业。在许多设备中都运用了此系统，关于此系统的运用在不同的设备与不同的项目中具有不同的简称。此处主要是关于利用AVR单片机与步进电机来做一个悬挂控制系统，将此运用于画直线与圆。其次，所运用的AVR单片机已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域，使产品功能、精度和质量大幅度提升，且电路简单，故障率低，可靠性高，成本低廉【1】。在许多的领域AVR单片机的运用使得整个的系统的设计变得简单易行。AT90S8535内含可反复编程的Flash程序存储器、SRAM和EEPROM两种数据存储器、

2、定时器/计数器、方向可定义的I/O口、同步串行口、异步串行口、A/D转换器及PWM等丰富的内部资源。一般的应用系统只需此一块芯片即可实现智能化【2】。在次，近几十年来，数字技术和电子计算机的迅速发展为此次所用的步进电动机的应用开辟了广阔的前景。目前，我国已较多地方将步进电机用于机械加工的数字程序控制机床中【3】。在现代工业，特别是航空，导弹，无线电等工业中，要求加工的机械零件形状复杂，数量多，精度高，人工加工很难到达要求，而且生产效率低。步进电机在这方面可以显示出自己的优势。例如现在随处可见的打字机就运用了步进电机。通过AVR单片机的运用与步进电机的结合，来进行简单的直线与圆的制作，从而将

3、一些书本的知识快速方便的运用到实际生活中，在实际生活中随处可见运用这两种知识的地方。利用他们的特点可以制作出简单易行切便宜的系统。二、相关研究的最新成果及动态关于悬挂控制系统其主要利用单片机来控制步进电机以达到预期所要达到的目的，在一定规格的纸张上面进行简单的直线圆弧的制作。对于AVR单片机：又称单片微控制器，它是将一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的讲：一块芯片就成了一台计算机【4】。单片机技术可以说是计算机技术的一个分支,是简易机器人的核心元件。1997年,由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术,共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，

4、简称AVR。相对于出现较早也较为成熟的51系列单片机，AVR系列单片机片内资源更为丰富，接口也更为强大，同时由于其价格低等优势，在很多场合可以替代51系列单片机。通常在单片机C程序里的延时模块为一个计数循环，延时时间的长短往往是先估计，后通过实验或仿真等方法来验证【5】。这个在对于控制步进电机方面是个相当好的选择。而步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中【6】。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。它是将脉冲电信号变换成相应的角位移或者直线位移，即给一个脉冲电信号，电动机就会转动一个角度或者前进一步。由

5、于步进电机具有其精准度高，可以简单易行的控制的特点于是在很多民用工业与军工业上得到了显著的运用。步进电机的角位移量与直线位移量与脉冲数成正比的关系，所以在运用中我们可以通过控制电信号的脉冲数来控制步进电机的运动，从而达到人们预期想要得到的效果。步进电机具有众多的参数例如：相数，拍数，固有步距角，定位转矩，最大静转矩等【7】。对于相数即为产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数，是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时

6、，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。目前应用最广泛的是两相和四相，四相电机一般用作两相，五相的成本较高【8】。固在众多运用到步进电机的系统与设备中都需要严格的注意其参数，以及对其参数的有效运用。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标1、总体设计思路：本设计具体设计目标为悬挂控制系统能够在外界输入的信号下，在以设定的坐标参数。且物体能够在一定范围内自行设定的运动，运动的轨迹既可以是直线也可以是曲线（圆）。在一定时间的限制内物体能够在控制下在版上画

7、出运动轨迹。其系统方案框图如下1所示。图一系统硬件框图控制模块是整个系统的核心，键盘输入模块产生按键信号，按键信号送入单片机对物体进行设置校正以及轨迹参数设定，单片机对送来的信号进行分析、运算、处理，将控制信号输送到电机驱动模块【9】，控制电动机的转速，使物体的运动轨迹得以控制，同时由显示模块显示物体中画笔的坐标。2系统部分模块的设计与实现　　2.1控制模块系统结构图如图2所示。其中，控制模块是系统设计的核心，由单片机实