[论文精品] 位置随动系统设计

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1、位置随动系统设计指导教师评定成绩：审定成绩：自动化学院计算机控制技术及应用课程设计报告设计题目：位置随动系统设计单位（二级学院）：自动化学院学生姓名：专业：自动化班级：学号：指导教师：设计时间：2010年6月自动化学院制15位置随动系统设计一、设计题目设计一随动系统，通过传感器检测障碍物的方向，判断和现有方向的角度，通过控制步进电机调整转角，实现角度跟踪。设计目的：1)掌握A/D转换与单片机的接口连线；2)掌握步进电机控制原理；3)掌握自动控制系统设计方法；设计要求：1）画出控制系统结构框图；2）选择合适元器件进行电路设计，画出电路原理图；3）画出系统功能实现流程图；4）编写控制程

2、序。二、设计报告位置随动系统设计摘要：通过对位置随动系统的分析，传感器检测障碍物的方向，判断和现有方向的角度，编写程序实现串口控制步进电机的正传、反转、停止、速度控制，实现角度跟踪，然后采用激光传感器检测障碍物和它距本系统的距离，当激光传感器没有检测到障碍物时，两控制步进电机在规定水平和垂直的角度内不停的扫描。当激光传感器检测到障碍物时，控制步进电机对障碍物进行跟踪。画出了控制结构图，利用Keil软件编程并用Proteus仿真，最后在硬件电路上位置随动。本系统操作使用方便，测试可靠性和准确度较高，外部干扰小。关键字：位置随动系统步进电机控制系统结构及系统设计方法本系统的系统结构图如

3、图一题所示：15位置随动系统设计89C51激光传感器步进电机基本电路ULN2003驱动芯片超声波传感器液晶显示器显示到障碍物的距离图一系统结构图随动控制系统又名伺服控制系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点。其参考输入是变化规律未知的任意时间函数。随动系统的重要指标以跟随性能为主。l硬件部分本系统用到的硬件如下：单片机：89C51单片机；激光传感器：采用有效量程为0～1.5米的发收一体激光传感器传感器；ULN2003步进电机驱动芯片：提供小于50V的电压步进电机：四相八拍电机，电压为5V-1

4、2V，步距角 5.625°，衰减比为64；本系统的工作原理图如图二所示：l软件部分程序流程图如图三所示：15位置随动系统设计开始初始化顺时针方向扫描70度逆时针方向扫描70度左转返回停止转动右转是否检测到障碍物是否检测到障碍物是否否是障碍物是左边还是右边否右左中间激光对准障碍物否否是(一)系统的工作原理步进电机工作原理：一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移的执行元件。我们采用的是28BYJ48步进电机，该步进电机为四相八拍电机，电压为DC5V-12V。当对步进电机施加

5、一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一个步距角。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，通电方式有为八拍:A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。其相序表如下步序：  3210        1 000101H        2 001103H  15位置随动系统设计      3 001002H        4 011006H        5 010004H        6 11000CH        7 100008H   

6、     8 100109H主要技术参数：相数 4、电流 92mA 电阻 13ΟΩ 、步钜角 5.625°   、衰减比为1/64、空载牵出频率 800pps 空载牵入频率 500pps 、牵入转矩 ≥78.4mN.m 、接线指示 A（橙）、B（黄）、C（蓝）、D（灰）、E（红，中点）。一、设计总结通过对位置系统随动系统的设计，让我们加强了搜集资料和动手的能力，激光传感器的采用，89C51单片机的选取，还有28BYJ48步进电机的采用，都是经过详细分析和讨论选出来的。希望在接下来的学习当中能够更上一层楼。二、参考文献[1]王平,蒋建春.计算机控制技术及应用[M].北京:机械工业出版

7、社,2010.1.[2]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2008.6.[3]穆福顺.自动测量系统设计[J].火控雷达技术,2009,9(3).[4]陈勇,陈亚爱.电机与拖动基础[M].北京:电子工业出版社,2007.5.三、附录程序：#include#include"intrins.h"#defineN64//减速比unsignedcharcodetable1[]={"detectingobject"};unsignedchar