悬挂运动控制系统(设计报告)

1 一．方案的选择与比较 1 ．主体控制方案比较 方案1 . 闭环数字控制方式 闭环数字控制方式，主要利用光电传感器检测法，结构图如图1 所示。首先单片机根据输入的数据来计算物体要移动的距离并控制物体往坐标的大概方向运动，红外发射接收器来探测悬挂物体移动了多少个1*1cm 的小方格,并经过 A/D 送给单片机，单片机通过特定的算法计算出物体的坐标，并控制电机的转动来控制物体往坐标进发，在此过程中单片机不断计算，不断调整电机的转速和方向使悬挂物体做一定路线的移动。但其缺点是，电路复杂，不但要求要有 A/D 电路，光电探测电路，还要其电路要做得十分精确。任何一个电路设计得不好，也会使物体运动产生很大的偏差。 光电传感器电机驱动电机单片机D/A 图1 闭环数字控制 方案2 . 开环数字控制方式 开环数字程序控制方式,即没有反馈系统，开环数字控制的结构图如图2 所示。由图可看出，此种控制方式与上面的控制方式少了反馈电路。单片机由输入的数据来计算物体要移动的距离，直接发出控制脉冲来控制电机的转动，进而控制物体的运动方向。由于少了反馈电路，系统的精度只与单片机所采用的算法准确性有关，此种方式电路结构简单，成本低且易于调整和维护，是一种较理想的方式。 电机驱动电机单片机 图2 开环数字控制方式 综合上面所述，考虑时间和调试的复杂性，本设计采用方案2。 2 ．电机选择 方案1 . 直流电机。 直流电机又分为直流无刷电机和直流有刷电机，是最早实现调速的电动机，其优点是有 2 良 好 的 线 性 调 速 特 性 ， 简 单 的 控 制 性 能 ， 高 的 效 率 ， 但 其 数 字 控 制 方 面 较 难 把 握 。 方 案 2. 步 进 电 机 。 步 进 电 机 是 多 种 机 电 设 备 中 被 广 泛 应 用 的 一 种 电 机 ， 它 主 要 由 定 子 和 转 子 构 成 。 定 子 的主 要 结 构 是 绕 组 。 三 相 、 四 相 、 五 相 步 进 电 机 分 别 有 三 个 、 四 个 、 五 个 绕 组 ， 其 它 以 此 类推 。 绕 组 按 一 定 的 通 电 顺 序 工 作 着 ， 这 个 通 电 顺 序 我 们 称 为 步 进 电 机 的 “相 序 ”。 转 子 的 主要 结 构 是 磁 性 转 轴 ， 当 定 子 中 的 绕 组 在 相 序 信 号 作 用 下 ， 有 规 律 的 ...