基于stm32的風(fēng)力擺

1、基于stm32的旋轉(zhuǎn)倒立擺2017年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽陜西賽區(qū)設(shè)計(jì)報(bào)告封面作品編號(hào)： （由組委會(huì)填寫(xiě)）&剪切線& 作品編號(hào)： （由組委會(huì)填寫(xiě)）參賽隊(duì)編號(hào)（參賽學(xué)校填寫(xiě)）學(xué)校編號(hào)組（隊(duì)）編號(hào)選題編號(hào)021802說(shuō) 明1. 為保證本次競(jìng)賽評(píng)選的公平、公正，將對(duì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告采用二次編碼；2. 本頁(yè)作為競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告的封面和設(shè)計(jì)報(bào)告一同裝訂；3. “作品編號(hào)”由組委會(huì)統(tǒng)一編制，參賽學(xué)校請(qǐng)勿填寫(xiě)；4. “參賽隊(duì)編號(hào)”由參賽學(xué)校編寫(xiě)，其中“學(xué)校編號(hào)”應(yīng)按照巡視員提供的組委會(huì)印制編號(hào)填寫(xiě)，“組（隊(duì)）編號(hào)”由參賽學(xué)校根據(jù)本校參賽隊(duì)數(shù)按順序編排，“選題編號(hào)”由參賽隊(duì)員根據(jù)所選試題編號(hào)填寫(xiě)，例如：“0105B”

2、或“3367F”。5. 本頁(yè)允許各參賽學(xué)校復(fù)印。基于stm32的風(fēng)力擺控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要本系統(tǒng)采用STM32F103開(kāi)發(fā)板作為控制中心，與萬(wàn)向節(jié)、擺桿、空心杯電機(jī)、激光頭、反饋裝置一起構(gòu)成擺桿運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與風(fēng)機(jī)速度分配的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。單片機(jī)輸出可變的PWM波給電機(jī)調(diào)速器，控制4個(gè)方向上風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，從而產(chǎn)生大小不同的力。利用加速度計(jì)模塊MPU6050，準(zhǔn)確測(cè)出擺桿移動(dòng)的位置與中心點(diǎn)位置之間的關(guān)系，采樣后反饋給單片機(jī)，使風(fēng)機(jī)及時(shí)矯正，防止脫離運(yùn)動(dòng)軌跡。控制方式采用PID算法，比例環(huán)節(jié)進(jìn)行快速響應(yīng)，積分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差，微分環(huán)節(jié)減小超調(diào)，加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)。從而使該系統(tǒng)具有良好的性能，能很好地實(shí)現(xiàn)自由擺

3、運(yùn)動(dòng)、快速制動(dòng)靜止、畫(huà)圓、指定方向偏移，具有很好地穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：STM32F103；空心杯電機(jī)；MPU6050；PIDAbstractThis system adopts the STM32F103V development board as the control center, and the universal joint, swinging rod, dc fan (brushless motor + blades), laser, feedback device together form the swinging rod motion state and fan speed di

4、stribution of the double closed loop speed regulation system. MCU output variable PWM waves to the motor speed, control four directions wind speed of the fan, to produce different size. Using accelerometer module MPU6050, accurately measure the position of swinging rod mobile and center position, th

5、e relationship between the sampling after feedback to the single chip microcomputer, the fan timely correction, prevent from the trajectory. Use the compass module judging direction, deviation control system to a specified direction. Using PID algorithm control method, proportion link for quick resp

6、onse, integral element to realize astatic, differential link decrease overshoot, speed up the dynamic response. So that the system has good performance, which can well realize the pendulum movement, fast brake static, circle, specify the direction deviation, has a good stability.Keywords：STM32F103；H

7、ollow cup motor；MPU6050；PID1引 言 風(fēng)力擺控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制理論的重要研究平臺(tái)，可對(duì)應(yīng)于人工智能控制技術(shù)，因此對(duì)它的研究具有重大的實(shí)踐意義和價(jià)值。目前對(duì)風(fēng)力擺的研究主要分為系統(tǒng)力學(xué)分析及建模，控制算法及仿真，而對(duì)實(shí)現(xiàn)手段少有研究。文章討論了以STM32為核心的風(fēng)力擺控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，它實(shí)現(xiàn)了經(jīng)典雙回路PID控制算法對(duì)風(fēng)力擺的控制策略。2 方案設(shè)計(jì)與論證2.1 系統(tǒng)基本方案2.1.1 控制方案設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)題目要求我們采用STM32F103單片機(jī)做為主控芯片，用加速度計(jì)陀螺儀模塊MPU6050來(lái)計(jì)算角度和風(fēng)機(jī)狀態(tài)，用直流風(fēng)機(jī)帶動(dòng)擺桿運(yùn)動(dòng)。當(dāng)MPU6050檢測(cè)到擺桿的角

8、度時(shí)，可根據(jù)三角函數(shù)公式計(jì)算出擺桿現(xiàn)在距離中心的具體位置（方向、距離），單片機(jī)會(huì)控制PWM波的輸出大小來(lái)控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)速與方向，使擺桿達(dá)到在特定位置靜止或按照一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。當(dāng)擺桿處于自然下垂?fàn)顟B(tài)時(shí)，給四個(gè)風(fēng)機(jī)同時(shí)上電且風(fēng)向都向外，此時(shí)擺桿仍處于受力平衡靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)降低X軸上一個(gè)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，擺桿將會(huì)帶動(dòng)激光頭在X軸上畫(huà)一條直線，當(dāng)達(dá)到一定的傾斜角度時(shí)，單片機(jī)可根據(jù)角度計(jì)算出此時(shí)距離中心的距離是否=25cm，若達(dá)到要求后，此風(fēng)機(jī)減速，X軸反方向上電機(jī)逐漸加速，恢復(fù)到初始速度，反方向做相同的運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，單片機(jī)做出A/D采樣，Y軸方向方向風(fēng)機(jī)隨時(shí)做出矯正，防止發(fā)生軌跡偏移。角度傳感器控制系統(tǒng)框

9、圖如圖1所示。圖2-1 控制系統(tǒng)框2.1.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)由于擺桿長(zhǎng)度（60cm70cm）較長(zhǎng)，且要求激光頭在地面畫(huà)出15cm35cm的圓，所以要求橫桿的距離要足夠長(zhǎng)。橫桿長(zhǎng)度較長(zhǎng)加之?dāng)[桿重量較大，所以要求底座要有足夠的重量來(lái)支撐整個(gè)系統(tǒng)。如果結(jié)構(gòu)不穩(wěn)或者重量不夠，擺桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生傾倒或者抖動(dòng)等現(xiàn)象，影響測(cè)試結(jié)果。于是，底座采用了“工”型結(jié)構(gòu)，保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。擺桿材料方面，我們選用輕便的硬質(zhì)鐵質(zhì)材料與風(fēng)機(jī)進(jìn)行剛性連接，既能保證連接處的穩(wěn)定，又可達(dá)到減輕底座負(fù)擔(dān)的目的。風(fēng)機(jī)選擇方面，既要保證風(fēng)力夠大，能夠?qū)崿F(xiàn)題目基本要求中的自由擺運(yùn)動(dòng)、快速制動(dòng)靜止。又要有一定的重量，質(zhì)量越大，

10、慣性越大，越不容易改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在實(shí)現(xiàn)發(fā)揮部分（2）時(shí)，受到外界干擾，不容易改變?cè)瓉?lái)的圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2-2.圖2-2 機(jī)械結(jié)構(gòu)圖1. 底座；2.豎桿；3.橫桿；4.螺栓；5.萬(wàn)向節(jié)；6.擺桿；7.風(fēng)機(jī)；8.風(fēng)機(jī)；9.風(fēng)機(jī)；10.風(fēng)機(jī)2.2 各部分方案選擇與論證2.2.1電機(jī)選擇方案一： 采用小型軸流風(fēng)機(jī)（大功率），使用雙滾珠軸承，采用滾動(dòng)摩擦的形式，軸承中有數(shù)顆微小鋼珠圍繞軸心，當(dāng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼珠即跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)槎际乔蝮w，摩擦力較小，所以轉(zhuǎn)速較高。能達(dá)到8000RMP，同時(shí)產(chǎn)生較大的風(fēng)力。風(fēng)機(jī)內(nèi)力矩較大，是因?yàn)闄C(jī)內(nèi)繞了大量的銅線，導(dǎo)致重量較大，當(dāng)4個(gè)風(fēng)機(jī)固定到一起時(shí)，重量更大，

11、風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)動(dòng)困難加大，更難做到題目中按要求運(yùn)動(dòng)。另一方面，此風(fēng)機(jī)功率較大，所需電流較大，驅(qū)動(dòng)與供電方面也有很大問(wèn)題。方案二：采用雙環(huán)強(qiáng)磁空心杯電機(jī)，內(nèi)部使用強(qiáng)磁，轉(zhuǎn)速較高。風(fēng)力也足夠大，基本能達(dá)到要求。但是到題目發(fā)揮部分（2）時(shí)，面對(duì)外界風(fēng)力干擾時(shí)，由于本身重量較輕，極易受到外界干擾，而不容易保持原來(lái)狀態(tài)。另外，空心杯電機(jī)使用3.7V供電，供電電壓較低，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，空心杯的電壓線性度較小，而不易被精準(zhǔn)控制。方案三： 采用空心杯電機(jī)，風(fēng)力較大，重量適中，完全能達(dá)到題目運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要求，速度控制精確。綜合考慮，我們選擇方案三。2.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的選擇由于上述電機(jī)選擇了空心杯電

12、機(jī)，所以我們選擇的驅(qū)動(dòng)是ULN2003A。2.2.3 擺桿與橫桿的連接選擇方案一：擺桿使用粗單股導(dǎo)線直接與橫桿連接，連接簡(jiǎn)單且自由度較好，給風(fēng)機(jī)供電等方面都比較容易，但是導(dǎo)線容易產(chǎn)生自旋，風(fēng)機(jī)固定困難也增大，增加了調(diào)試難度。方案二：擺桿使用碳纖維材料，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與橫桿相連。用此材料強(qiáng)度能夠達(dá)到要求，且風(fēng)機(jī)固定容易。硬件搭建合理，配重平衡的前提下，擺桿來(lái)回?cái)[動(dòng)不易發(fā)生偏移，可輕松解決基本要求（1），減少了編寫(xiě)代碼的工作量。綜上考慮，我們選擇方案二，節(jié)約時(shí)間。2.2.4 擺桿與風(fēng)機(jī)的連接選擇方案一：擺桿與風(fēng)機(jī)之間使用一個(gè)直流電機(jī)或者舵機(jī)連接，這樣可以隨時(shí)改變風(fēng)機(jī)的方向，同時(shí)可減少風(fēng)機(jī)的數(shù)量，控制量

13、減少。但是此方案連接結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，發(fā)揮部分圓周運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性不高。方案二：擺桿與風(fēng)機(jī)之間采用剛性連接，連接較為簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性能較好。綜上考慮，我們選擇方案二。2.3 卡爾曼濾波卡爾曼濾波一種利用線性系統(tǒng)狀態(tài)方程，通過(guò)系統(tǒng)輸入輸出觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)的算法。由于觀測(cè)數(shù)據(jù)中包括系統(tǒng)中的噪聲和干擾的影響，所以最優(yōu)估計(jì)也可看作是濾波過(guò)程。數(shù)據(jù)濾波是去除噪聲還原真實(shí)數(shù)據(jù)的一種數(shù)據(jù)技術(shù), 濾波在測(cè)量方差已知的情況下能夠從一系列存在測(cè)量噪聲的數(shù)據(jù)中，估計(jì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)。在本系統(tǒng)中以風(fēng)力擺所有過(guò)去的擺角輸入和擾動(dòng)作用最小參數(shù)的集合為基礎(chǔ)對(duì)未來(lái)擺角數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從輸出和輸入觀測(cè)數(shù)據(jù)求出的系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)，

14、能夠與未來(lái)的輸入與系統(tǒng)的擾動(dòng)一起確定風(fēng)力擺擺角的整個(gè)變化。非線性數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波作用后可以大幅度提高控制精度，減少系統(tǒng)誤差，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.4風(fēng)力擺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析基本要求（1）中屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，激光筆繪制的軌跡超過(guò)50cm即可。我們可以設(shè)置擺桿傾角超過(guò)一個(gè)閾值，可通過(guò)擺動(dòng)半徑R（R=25cm）直接計(jì)算出。然后，通過(guò)開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)，從低到高改變風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，直到擺桿的角度超過(guò)閾值，記下此時(shí)PWM波脈寬級(jí)作用時(shí)間。圖2-3 擺桿角度姿態(tài)分析圖要繪制50cm直線，只需R25cm（R為地面運(yùn)動(dòng)軌跡的一半）在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)即可則其中L為擺桿與激光頭的長(zhǎng)度，a為激光頭到地面的距離（a=20cm）基本要求（2

15、）擺動(dòng)幅度可控，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，公式計(jì)算與（1）相同設(shè)置直線長(zhǎng)度（30cm60cm）MPU6050將傾角，角速度送給單片機(jī)，單片機(jī)控制風(fēng)機(jī)來(lái)產(chǎn)生推力使擺桿擺動(dòng)。2.5控制算法的分析PID調(diào)節(jié)是一種線性調(diào)節(jié)，它將給定值與實(shí)際輸出的偏差的比例、積分、微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握或得不到精確的數(shù)學(xué)模型，控制理論和其他技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID技術(shù)最為方便，即使當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或是不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，也適合采用PID控制技術(shù)。在本系統(tǒng)中被控對(duì)象為風(fēng)力擺

16、，其數(shù)學(xué)模型以及理論計(jì)算并不容易，故我們采用位PID控制算法對(duì)經(jīng)卡爾曼濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。其中P為比例系數(shù)；I為角度誤差的積分系數(shù)；D為微分系數(shù)。OUTPUT=P*Error+D/dt*Error(n)-Erro(n-1)系統(tǒng)控制框圖如圖2-1所示。 圖2-4 系統(tǒng)控制框圖3 硬件與軟件的設(shè)計(jì)3.1硬件的實(shí)現(xiàn)3.1.1 單片機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)基于STM32F103單片機(jī)的主控電路，STM32F103是ST旗下的一款常用的增強(qiáng)型系列微控制器，STM32F103增強(qiáng)型微控制器系列使用高性能的ARM/Cortex-M3/32位的RISC內(nèi)核，具有處理能力強(qiáng)，功耗低，執(zhí)行能力強(qiáng)，中斷源多等優(yōu)點(diǎn)。在整個(gè)系

17、統(tǒng)中由STM32F103單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)整個(gè)功能，包括陀螺儀對(duì)擺角數(shù)據(jù)的采集，卡爾曼濾波處理非線性信號(hào)，PID控制算法計(jì)算、風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)以及聲光報(bào)警等功能。系統(tǒng)采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，C語(yǔ)言生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高，更易控制系統(tǒng)。圖3-1為STM32F103單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖。圖3-1 STM32F103單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖3.1.2 電源與驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用LM2596開(kāi)關(guān)電源供電，LM2596為可調(diào)式的開(kāi)關(guān)電源，可固定輸出3.3V、5V、12V電壓，可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。LM2596將輸出電壓同內(nèi)部基準(zhǔn)穩(wěn)壓值進(jìn)行比較，通過(guò)放大器調(diào)節(jié)去芯

18、片內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，從而穩(wěn)定輸出電壓，穩(wěn)定輸出的電壓經(jīng)電容進(jìn)行平滑濾波。在實(shí)際操作中通過(guò)調(diào)節(jié)R2改變輸入電壓，經(jīng)LM2596穩(wěn)壓得到所需電壓。本系統(tǒng)中通過(guò)經(jīng)LM2596穩(wěn)壓得到3.3V、5V、7V電壓，分別給單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)、聲光報(bào)警模塊、風(fēng)機(jī)供電。電源模塊電路如圖3-2所示。圖3-2 電源模塊電路圖3.1.2 驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用ULN2003驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)軸流電機(jī)作為本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單片機(jī)對(duì)角度數(shù)據(jù)處理后輸出PWM波控制ULN2003驅(qū)動(dòng)模塊。ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅達(dá)林頓管組成。ULN2003的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能

19、與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。在本系統(tǒng)中所選的軸流電機(jī)所需驅(qū)動(dòng)電壓較小，ULN2003驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電壓剛好適用，ULN2003實(shí)際為多個(gè)NPN三極管，相比其他驅(qū)動(dòng)模塊，ULN2003操作簡(jiǎn)單，易于編程。驅(qū)動(dòng)模塊電路如圖3-3所示。圖3-3驅(qū)動(dòng)模塊電路圖 3.1.3 聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用蜂鳴器和LED燈作為聲光報(bào)警模塊。按照題目要求運(yùn)動(dòng)達(dá)到要求時(shí)要進(jìn)行一定的聲光提示，題目要求不高，蜂鳴器和LED燈完全能夠達(dá)到要求。在此模塊中系統(tǒng)采用三極管9012作為開(kāi)關(guān)控制LED燈亮、蜂鳴器報(bào)警。三極管9012為NPN型三極管，當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡達(dá)到要求時(shí)，單片機(jī)

20、給NPN9012基極一個(gè)低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，LED燈亮、蜂鳴器報(bào)警。在電路中1N4007二極管主要起保護(hù)電路作用。驅(qū)動(dòng)模塊電路如圖3-4所示。圖3-4 電源模塊電路圖3.2 軟件的實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)采用STM32F103單片機(jī)為控制器，采用C語(yǔ)言編程。程序主要起導(dǎo)向和決策的作用，它控制整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定協(xié)調(diào)的運(yùn)作。在本系統(tǒng)中，對(duì)各個(gè)模塊的調(diào)試采用分步進(jìn)行，確定各個(gè)模塊的獨(dú)立工作完整性，然后再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所有模塊進(jìn)行完糅合，使其完成系統(tǒng)的所有功能。由按鍵選擇風(fēng)力擺的工作模式，單片機(jī)通過(guò)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變風(fēng)力擺的擺角。陀螺儀檢測(cè)風(fēng)力擺擺角將數(shù)據(jù)反饋給單片機(jī)，采用低通濾波進(jìn)行非線性信號(hào)處理，然后進(jìn)行四元數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)卡

21、爾曼濾波得到易于控制的線性信號(hào)，最后由PID控制算法得到PWM波，由此調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力擺的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)主流程圖如圖3-5所示。圖3-5 系統(tǒng)主流程圖中斷流程圖如圖3-6所示。圖3-6 中斷流程圖4 系統(tǒng)測(cè)試4.1 主要測(cè)試用的儀器在室溫條件下，測(cè)試所用儀器如表4-1所示。表4-1 測(cè)試儀器編號(hào)型號(hào)數(shù)量1直尺1個(gè)2量角器1個(gè)3秒表1個(gè)4延時(shí)相機(jī)1個(gè)4.2指標(biāo)測(cè)試結(jié)果測(cè)試風(fēng)力擺從處于自然下垂?fàn)顟B(tài)開(kāi)始，15秒內(nèi)激光筆是否能夠畫(huà)出50的直線段，是否能夠畫(huà)出自由設(shè)定3060的自由線段，風(fēng)力擺是否能夠按照設(shè)定運(yùn)動(dòng)，以及將風(fēng)力擺拉起3045時(shí)能否靜止，共測(cè)試6組數(shù)據(jù)，如表4-2所示。表4-2 擺桿角

22、度測(cè)試結(jié)果次數(shù)能否畫(huà)出50的直線段能否畫(huà)出自由設(shè)定3060的自由線段能否按照設(shè)定運(yùn)動(dòng)能否靜止1能能能能2能能能能3能能能能4能能能能5能能能能6能能能能4.3測(cè)試結(jié)果及誤差分析經(jīng)過(guò)測(cè)試，本系統(tǒng)基本完成了基礎(chǔ)部分的要求，完成情況如表4-3所示。表4-3 測(cè)試結(jié)果題目要求完成情況基本部分（1）從靜止開(kāi)始，15s內(nèi)控制風(fēng)力擺做類(lèi)似自由擺運(yùn)動(dòng)，使激光筆穩(wěn)定地在地面畫(huà)出一條長(zhǎng)度不短于50cm的直線段，其線性度偏差不大于2.5cm，并且具有較好的重復(fù)性。完成（2）從靜止開(kāi)始，15s內(nèi)完成幅度可控的擺動(dòng)，畫(huà)出長(zhǎng)度在3060cm間可設(shè)置，長(zhǎng)度偏差不大于2.5cm的直線段，并且具有較好的重復(fù)性。完成（3）在擺桿處于自然下垂?fàn)顟B(tài)下，外力拉起擺桿至接近165位置，外力撤除同時(shí)，啟動(dòng)控制旋轉(zhuǎn)臂使擺桿保持倒立狀態(tài)時(shí)間不少于5s；期間旋轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不大于90。完成 續(xù)表 4-3發(fā)揮部分（1） 以風(fēng)力擺靜止時(shí)激光筆的光點(diǎn)為圓心，驅(qū)動(dòng)風(fēng)力擺用激光筆在地面畫(huà)圓，30s內(nèi)需重復(fù)3次；圓半徑可在1535cm范圍內(nèi)設(shè)置，激光筆畫(huà)出的軌跡應(yīng)落在指定半徑2.5cm的圓環(huán)內(nèi)?；就瓿桑?） 在發(fā)揮部分（1）后繼續(xù)作圓周運(yùn)動(dòng)，在距離風(fēng)力擺12m距離內(nèi)用一臺(tái)5060W臺(tái)扇在水平方向吹向風(fēng)力擺，臺(tái)扇吹5s后停止，風(fēng)力擺能夠在5s內(nèi)恢復(fù)發(fā)揮部分（1）規(guī)定的圓周運(yùn)動(dòng)，激光筆畫(huà)出符合要