基于-單片機(jī)懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-開(kāi)題報(bào)告書(shū)

1、-PAGE . z建筑大學(xué)城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 論 文 題 目： 基于單片機(jī)的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 說(shuō) 明開(kāi)題報(bào)告由畢業(yè)生本人在完成文獻(xiàn)閱讀、科研調(diào)查的根底上，并通過(guò)開(kāi)題報(bào)告評(píng)議后填寫(xiě)。本報(bào)告一式兩份。一份交學(xué)院作為論文檢查的依據(jù)；一份辯論后作為檔案材料歸入學(xué)位檔案。開(kāi)題報(bào)告用A4紙打印，不需標(biāo)注頁(yè)碼。報(bào)告容字體一律使用宋體小四，行間距為1.25倍。課題來(lái)源及研究的目的和意義課題來(lái)源：生產(chǎn)研究的目的：科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制開(kāi)場(chǎng)進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的懸掛運(yùn)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)就是其中之一。在現(xiàn)代的工業(yè)控制、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)和醫(yī)療設(shè)備等系統(tǒng)中，懸掛運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)

2、的應(yīng)用越來(lái)越多，在這些系統(tǒng)中懸運(yùn)動(dòng)部件通常是具體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因而懸掛部件的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性是整個(gè)系統(tǒng)工作效能的決定因素，而在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制是非常困難的?？扛淖儜覓毂豢貙?duì)象的繩索長(zhǎng)短來(lái)控制被控對(duì)象運(yùn)動(dòng)軌跡的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)控制等領(lǐng)域有很廣的應(yīng)用圍，但受技術(shù)上的制約，使用也有一定限制。采用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器。單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，集成度高，體積小，穩(wěn)定性好，并且可利用單片機(jī)軟件進(jìn)展仿真和調(diào)試。單片機(jī)采用并行工作方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，常用于大規(guī)模實(shí)時(shí)性要求較高的系統(tǒng)。 研究的意義： 運(yùn)動(dòng)控制是自動(dòng)化技術(shù)的重要組成局部，是機(jī)器人等高技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)根底

3、，已取得了廣泛的工程應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)控制集成了電子技術(shù)、電機(jī)拖動(dòng)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等容。自二十世紀(jì)八十年代初期，運(yùn)動(dòng)控制器已經(jīng)開(kāi)場(chǎng)在國(guó)外多個(gè)行業(yè)應(yīng)用，尤其是在微電子行業(yè)的應(yīng)用更加廣泛。而當(dāng)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制器在我國(guó)的應(yīng)用規(guī)模和行業(yè)面很小，國(guó)也沒(méi)有廠商開(kāi)發(fā)出通用的運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品。在現(xiàn)代的工業(yè)控制、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)和醫(yī)療設(shè)備等系統(tǒng)中，懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越多，在這些系統(tǒng)中懸掛運(yùn)動(dòng)部件通常是具體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此懸掛部件的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性是整個(gè)系統(tǒng)工作效能的決定因素?？扛淖儜覓毂豢貙?duì)象的繩索長(zhǎng)短來(lái)控制被控對(duì)象運(yùn)動(dòng)軌跡的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)控制等領(lǐng)域有很廣的應(yīng)用圍。二、國(guó)外研究現(xiàn)狀及主要研究容1國(guó)外現(xiàn)狀十九世紀(jì)八十年代以前

4、，在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域中只有直流電氣傳動(dòng)；十九世紀(jì)末，由于出現(xiàn)了交流電機(jī)鼠籠式異步交流電機(jī)開(kāi)場(chǎng)逐步使用交流電氣傳動(dòng)；二十世紀(jì)三十年代起，形成了直流調(diào)速，交流不調(diào)速的格局；二十世紀(jì)后期，交流調(diào)速興起，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的開(kāi)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律，是推新的產(chǎn)業(yè)革命關(guān)鍵技術(shù)。國(guó)外：運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要分支，在二十世紀(jì)九十年代，國(guó)際上的興旺國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入了快速開(kāi)展階段。由于有強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求推動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)開(kāi)展迅速并且應(yīng)用廣泛。 國(guó)：我國(guó)在運(yùn)動(dòng)控制器開(kāi)發(fā)方面相對(duì)落后，八五期間，我國(guó)廣闊科研工作也成功地開(kāi)發(fā)了兩種數(shù)控平臺(tái)和華中型、型、航天型、中華型等四種根本系統(tǒng)

5、。但從整體來(lái)說(shuō)這些系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)，不屬于獨(dú)立的開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品。2 主要研究容本課題主要研究的，本系統(tǒng)利用一套單片機(jī)系統(tǒng)控制兩臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)采用一樣的工作原理，都是利用PWM 脈沖調(diào)制波來(lái)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速，從而到達(dá)控制繪圖筆位置的目的。該系統(tǒng)主要有以下幾局部組成：紅外檢測(cè)電路、電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤(pán)、液晶顯示、語(yǔ)音模塊。本課題的主要工作容如下： 1電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 2系統(tǒng)軟件流程及程序設(shè)計(jì) 3液晶顯示電路設(shè)計(jì) 4語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)三、擬采用研究方案1.1方案設(shè)計(jì)方案一：DSP控制器首先利用位置算法模型計(jì)算出物體滑塊在*Y坐標(biāo)系下的當(dāng)前位置(，)，再與給定(，)坐標(biāo)進(jìn)展

6、比擬，計(jì)算出在物體滑塊在坐標(biāo)系下的區(qū)間，然后把生成的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)I/O輸出。利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)逼近的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)圓軌跡的跟蹤。只要物體滑塊位置(，)沒(méi)有到達(dá)給定點(diǎn)(，)，物體滑塊位置(，)總是處在以給定點(diǎn)(，)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系下的*一個(gè)區(qū)間，利用區(qū)間判斷公式判斷出物體滑塊位置(，)在*y坐標(biāo)系下的區(qū)間，就可以指令步進(jìn)電機(jī)進(jìn)展運(yùn)動(dòng)從而移動(dòng)物體滑塊。方案構(gòu)造圖如圖1.1：圖1.1方案一構(gòu)造圖方案二：以STC89C52單片機(jī)作為懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制核心，由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)模塊、紅外檢測(cè)模塊、液晶顯示模塊、鍵盤(pán)模塊等組成方案構(gòu)造圖如圖1.2：紅外檢測(cè)電路單片機(jī)語(yǔ)音模塊液晶顯示鍵盤(pán)電機(jī)控制系統(tǒng)圖1.2 方案

7、二構(gòu)造圖1.2 方案論證方案一重點(diǎn)在于對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制，以到達(dá)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作而使懸掛物體在設(shè)定圍、設(shè)定時(shí)間作設(shè)定運(yùn)動(dòng)。所以步進(jìn)電機(jī)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的選擇直接影響控制系統(tǒng)的性能。方案二：懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地控制運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，在本系統(tǒng)中我們采用逐次逼近的方法來(lái)控制物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，即將物體的運(yùn)動(dòng)軌跡劃分成許多的小區(qū)間，在這些小區(qū)間的運(yùn)動(dòng)軌跡可用折線(xiàn)來(lái)近似，當(dāng)區(qū)間足夠小時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)軌跡則是一條光滑的曲線(xiàn)。電動(dòng)機(jī)的控制可通過(guò)求兩點(diǎn)間物體到本電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)定滑輪之間的相對(duì)繩長(zhǎng)來(lái)控制。單片機(jī)在兩點(diǎn)坐標(biāo)的前提下，通過(guò)加、減、乘、除、開(kāi)方等各種浮點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算出相對(duì)繩長(zhǎng)L，然后根據(jù)繩長(zhǎng)求出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

8、的方向及步進(jìn)值，最后向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)發(fā)出控制信號(hào)控制物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。綜上所述，經(jīng)比擬，本設(shè)計(jì)采用方案二。四、主要設(shè)備、儀器及材料，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)或協(xié)作單位實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 所需設(shè)備：計(jì)算機(jī)、仿真軟件、示波器、萬(wàn)用表五、閱讀的主要參考文獻(xiàn)綜述不少于2000字。并列出至少12篇重要的參考文獻(xiàn)，其中外文至少2篇見(jiàn)附錄1六、英文文獻(xiàn)翻譯畢業(yè)論文相關(guān)英文文獻(xiàn)翻譯，至少一篇，10000英文字符見(jiàn)附錄2七、階段進(jìn)度方案工作工程 容起止時(shí)間八、指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日九、開(kāi)題報(bào)告評(píng)議情況通過(guò)對(duì)該學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證的審查我們認(rèn)為：畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：適宜 較適宜 欠妥 建議修改畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量：偏大 飽滿(mǎn) 較飽滿(mǎn) 偏少該生對(duì)題目的理解：較好 一般 較差該生對(duì)應(yīng)該完成的工作任務(wù)：明確 較明確 不