悬挂轨迹运动控制系统毕业论文(编辑修改稿)

悬挂轨迹运动控制系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

调节电机运行速度，实现控制物体的运动轨迹。 该方案优点是体积小、结构紧凑、使用便捷、可靠性提高。 但系统软硬件复杂、成本高。 基于上述理论分析和实际情况，拟定选择方案二。 速度采集方案 方案一：采用霍尔集成片。 该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正对金属板时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在电机上安装磁片，而将霍尔集成片安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行电机速度的检测。 悬挂轨迹运动控制系统毕业论文 方案二：采用对射式光电传感器。 其检测方式为：发射器和接受器相互对射安装，发射器的光直接对准接受器， 当测物挡住光束时，传感器输出产生变化以指示被测物被检测到。 通过脉冲计数，对速度进行测量。 由于电机的收线轮直径较小，将传感器安在电机上容易产生测量误差，将传感器安在滑轮上可以减少收线引起的误差。 方案三：采用多圈电位器式传感器间接测量方式。 通过杠杆机构将线位移转化为电阻值的变化，再根据电阻与速度之间的关系实现速度的检测。 以上三种方案都是比较可行的方案。 尤其是霍尔元件，应用得很广泛。 方案一和方案二的精度都会有一定的限制。 要达到本设计的要求会给制作带来难度；鉴于此情况选选择多圈电位器更好，远远满足本设计的精度要 求。 寻迹模块 探测板上黑线的大致原理是：光线照射到板面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接受到的反射光强弱判断是否偏离黑线。 方案一：采用热探测器。 由于温度变化是因为吸收热能辐射能量引起的，与吸收红外辐射的波长没有关系，即对红外辐射吸收没有波长的选择，因此受外界环境影响比较大。 方案二：使用发光二极管和光敏三极管组合。 这种方案的缺点在于其他环境的光源会对光敏二极管产生很大的干扰。 方案三：使用红外反射式一体化传感器进行检测。 通过对比，这次设计中由于是近距离探测，故采用方案三来完成数据采集。 由于红外光波长比可见光长，因此受可见光的影响较小。 同时红外线系统还具有以下优点：尺寸小、质量轻，便于安装。 反射式光电检测悬挂轨迹运动控制系统毕业论文 器就是其中的一种器件，它具有体积小、灵敏度高、线性好等特点，外围电路简单，安装起来方便，电源要求不高。 用它作为近距离传感器是最理想的，电路设计简单、性能稳定可靠。 第 4 章 系统硬件设计 系统电路连接及硬件资源分配 本系统电路连接及硬件资源分配见图 所示。 采用 AT89S51 单片机作为核心器件，多圈电位器为悬挂物体位置采集器件，通过 ADC0832转换位数字信号送入单片机处理， L298 作为直流电机的驱动模块，以MAX7219 驱动的 LED 显示和 4 4 键盘作为人机接口。 寻轨迹控制策略 根据题目的要求，悬挂物沿曲线运动的轨迹分为两段，连续段和间断段。 可采用 4 个光电一体化传感器 TCRT5000 作为检测元件，其放置方式如图 所示。 悬挂轨迹运动控制系统毕业论文 寻找黑线策略，采用模糊寻找的方式，首先物体从坐标（ 0， 8）运行到坐标（ 80， 8），检测这之间有无黑线，如无，则从坐标（ 80， 16）运行到坐标（ 0， 16），再检测这之间有无黑线，如有，则从坐标（ 0，12）运行到（ 80， 12），检测，如果没有检测到黑线，再进一步缩小范围从（ 80， 14）运行到（ 80， 14）；如果检测到黑线，再进一步缩小范围从（ 80， 10）运行到（ 80， 10），当检测到黑线时就停下，此处将是黑线 起点；如果没有检测到黑线则返回从（ 80， 12）运行到（ 0， 12）检测到的黑线即为黑线起点。 以同样的运行检测方式即可寻找出黑线的起点。 在连续段寻迹时，通过判断四个传感器的 16 种组合状态，使电机作出相应的伸缩动作。 当轨迹为间断线时，电机拉动传感器在大角度方向内位移，直到在某一方向检测到新的黑线为止。 然后再调用连续段的寻迹程序。 系统各模块单元电路设计 电源部分电路设计 本系统中使用了直流 12V电机，其额定工作电压为 12V，而单片机额定工作电压为 5V，所以电路中采用了 7805 和 7812 作为稳压模块，其最大输出电流为 ，满足系统电机驱动电流的要求，其电路如图 所示。 悬挂轨迹运动控制系统毕业论文 电机控制模块设计 物体运动的轨迹由电机的转速和 转向决定，电机的转速和转向的控制是通过多圈电位器对滑轮所转的圈速进行检测，同时通过另一个计数器对时间进行测量，结合两个计数器的值，由单片机计算出电机的速度，而物体运动的轨迹的里程由滑轮的周长和所转的圈数来计算。 本系统由单片机直接产生 PWM 信号，当单片机接受到相应的检测信号时，单片机转到中断口处理信息， PWM 信号处于停发状态。 将单片机悬挂轨迹运动控制系统毕业论文 产生的 PWM 信号经光电隔离器耦合后，控制 L298 驱动芯片来控制电动机的正反转、启动、制动。 原理图如 所示。 单片机将 、 作为输出控制使能端 ,、 作为电机一的控制端。