悬挂运动控制系统的设计
悬挂运动控制系统中软件算法设计与综合调试
系统中驱动装置采用步进 电机 ，由于 步距角是一定的 ，转速与单位时 间所给脉 冲 数是 成正 比的 ，在 转 动时 线距 离 可 以 很 容易计算出来 ， 停止时也不存在惯性 ， 易控 制 ，应 用于 控 制 精 度要 求 较 高 的场 合 。 在寻迹检测方面 ，系统采用反射式光 耦。 遇见黑色物体 ， 发射管发射的光线被黑 色物体 吸收 ， 接收管截止不导通 ， 出一种 输 电平信号； 遇见 白色物体或浅色物体 ， 由于 物体反光 ， 使光耦接收管 导通 ， 输出另外一 种 电平信号 ；单片机可以根据光耦输 出信 号 的 不 同 ，判断 轨 迹 位 置 ，控制 画笔 的 运 动。 画笔采用 自动控制的方式 ， 在程序 中控 制它的抬起 与落下 。用一个三极 管驱动一 个 电磁 铁 作 为 画 笔的 主 控 元 件 ；当执 行 画 线命令时 ，以高 电平触发三极管使电磁铁 吸合 ， 画笔 落 下；当 画线 命 令取 消 时 ， 以低 电平触发三极管使电磁铁断 电， 画笔弹起。 并且在画笔旁安 了一个发光二极管 ，当画 笔划线时， 二极管点亮 ， 不划线时熄灭 ， 通 过二极管实时显示画笔的状态。为了避免 电磁铁对单片机干扰 ， 采用光电隔离措施。 显 示 电 路 采 用 字 符 型 液 晶 ＡＣ ６２ 液晶显示屏具有轻薄短小、 Ｍ１０ Ａ。 低 压微功耗、体积小 、无辐射危险， 平面直角 显示 及影像稳 定不闪烁等优点 ， 可视面积 大， 画面效果好 ， 分辨率高 ， 抗干扰能力强等 特点。 它足专门用 于显示英文 、 数字 、 符号 等点阵型液 晶显示模块 。 Ｉ 电路 简单 ， 接： １ 不 需 要 扩 展外 围电路 。一片 ７ Ｌ ２ ３ Ｐ ４ Ｓ ７ 将 ０口 分 时 复 用作 为 液 晶 的数 据 输 入 ，用 Ｐ１０ ． Ｐ ．作 为控制线 。 １２
悬挂运动控制系统的设计
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运动 控制系统的设计
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２ 悬挂运动控制系统的软件设计 敏 件 用 Ｃ语 言 编 写 实现 电机 转 速 控 制 ，圆 轨
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图一 系统总体框图 电机 采用纯 粹数 字拉 制的 步进 屯机 ，选 Ｊ ＝ Ｉ ４ ＭＩ Ｃ ３达林顿阵列经过一级功率放 大驱 动步进 电 ４ｌ 机。 控制器采用 Ｌ Ｃ ３ Ｐ ９ ２单片机。Ｌ Ｃ ３ 是 一 Ｐ９ ２ 款单 的转换 转 动的角度大小与施加的脉冲数成正比 ． 转 动的速度 与脉冲频率成ｌ 比， Ｅ 而转动方向则与脉冲的 顺序有关 在速度控 制时为了防止失步的发生，引 进 了变速控 制的思想 ，起 动时以低于 响应频率 的速 度运行 ．然后慢慢加速， 加到一定速度 后 就以此
悬挂运动控制系统设计
第21卷第3期海军航航空工程学院院学报V ol.21No.32006年5月JOURNAL OF NA VAL AERONAUTICAL ENGINEERING INSTITUTE May.2006收稿日期2005-11-26作者简介刘华章1963男副教授硕士.悬挂运动控制系统设计刘华章1张晨亮1唐建华21海军航空工程学院电子信息工程系2海军航空工程学院训练部山东烟台264001摘要介绍了以凌阳单片机SPCE 061A 板为核心作为悬挂运动控制的系统实现了键盘输入识别传感器信号采集电机驱动电路控制等功能根据物体在平面任一处两端吊绳的长度唯一确定的原理通过单片机编程控制电机转动带动吊绳伸长或缩短实现物体沿任意设定轨迹运动引导部分用反射式红外传感器探测板面黑线信息送入单片机处理后控制物块沿黑线前进该系统可以完成到达任意预设坐标沿自行设定轨迹运动以板上任意处为圆心画直径为50cm 的圆和寻黑线前进任务关键词单片机红外传感器步进电机中图分类号T N 91文献标识码A1设计任务和要求1.1设计任务设计一电机控制系统控制物体在倾斜仰角100°的板上运动在一白色底板上固定两个滑轮两只电机固定在板上通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动运动范围为80c m 100c m物体的形状不限质量大于100g物体上固定有浅色画笔以便运动时能在板上画出运动轨迹板上标有间距为1cm 的浅色坐标线不同于画笔颜色左下角为直角坐标原点如图1所示图1悬挂运动控制系统示意图1.2要求1.2.1基本要求1控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数2控制物体在80cm 100cm 的范围内作自行设定的运动运动轨迹长度不小于100cm 物体在运动时能在板上画出运动轨迹限300s内完成3控制物体在圆心有效范围内直径为50cm的圆周运动限300s内完成4物体从坐标原点出发在150s 内到达设定的一个坐标点两点间直线距离不小于40cm1.2.2发挥要求1能够显示物体中画笔所在位置的坐标2控制物体沿板上标出的任意曲线运动见图1曲线在测试时现场标出线宽1.5 1.8c m总长度约50cm黑色曲线的前一部分是连续的长约30cm 后一部分是两段总长约20cm 的间断线段间断距离不大于1c m 沿连续曲线运动限定在200s 内完成沿间断曲线运动限定在300s内完成3其他2系统设计与实现2.1系统的总体设计方案系统主要通过键盘输入四种指令坐标自定80cm100cm 15cm15cm15c m15c m O ABCD原点海海军军航空工程程学学院学报2006年第3期368义画圆寻迹其中坐标代表物体从某一坐标点到达设定的另一坐标点自定义代表物体作自行设定的运动画圆代表物体作画圆运动寻迹代表物体沿黑线轨迹前进四种指令通过L C D显示器显示出来同时L C D 显示器提示输入各个坐标如当选择坐标指令时提示输入某点坐标值当选择画圆指令时提示输入原点坐标值输入完毕后凌阳单片机SPCE 061A [1]控制步进电机完成相应动作当物体作寻迹运动时凌阳单片机接受由8个红外传感器组成的物体寻迹模块的信号做出相应的判断控制电机的运转完成动作系统总体原理[2]框图如图2所示图2系统总体原理框图2.2系统单元电路设计2.2.1步进电机驱动电路采用两个三相的步进电机型号为55BF004步进电机工作的原理是步进电动机将电脉冲信号转换成直线位移或角度位移步进电动机的运动由一系列电脉冲信号控制完成单片机每输出一个脉冲步进电机就转动一个角度或前进一步它的位移与输入脉冲的数目成正比速度与脉冲频率成正比电机驱动电路[3]如图3所示此电路图画出的是步进电机其中一相的驱动电路另外三相的驱动电路与此电路图相同其工作原理为单片机输出脉冲通过光耦合器与电动机驱动部分电路隔离实现小信号电路控制大功率电路的目的在此我们让电机工作在三相六拍工作方式步进电机方向控制的原理为设置某一方向为正方向其三相六拍各相输入方式示意为A B C各代表一相输入A A BBB C CC A A 那么反向应该是A A C C C B B B A A 这样可以控制电机转向步进电动机速度控制原理为控制步进电动机的运行速度可以通过控制单片机发出脉冲的频率或者换相的周期来实现图3步进电机的一路驱动电路2.2.2红外传感器电路红外传感器电路[4]包括发射电路和接收电路两部分发射电路见图4电路由555定时器发射占空比可调的方波信号输入三极管b 极使三极管工作在开关状态驱动红外发射管发射红外线接收电路见图5电路中红外接收管接收到红外线时导通无红外时截止导通时L M 339的7端输入为低截止时输入为高经LM 339以及后面电路进行信号调理后输出T T L电平信号送给单片机图4红外发射电路图5红外接收电路2.3系统的软件设计系统的软件主要完成对整个过程的整体统筹把每个分任务通过程序联系起来对硬件输入的各种信号进行相应处理完成动作SPC E061A物体寻迹模块电机驱动模块键盘输入LCD 显示语音播报总第87期刘华章等悬挂运动控制系统设计3692.3.1系统总的流程图根据题目的要求经过仔细分析充分考虑各种因素制定了整体的设计方案系统开始检测键盘等待输入各种命令当有命令输入时调用该命令所对应子程序完成各种命令同时显示数据系统总的流程图如图6所示图6系统总的流程图假设物体从C 点运动到D 点见图1A 点坐标为15115B点坐标为95115C 点坐标为x n ,yn D点坐标为x n+1,yn+1则22)115()15(AC n n y x +=22)115()95(BC n n y x +=2121)115()15(AD +++=n n yx 2121)115()95(BD +++=n n yx 则左电机的拉伸距离为L S=A D A C 右电机的拉伸距离为RS=B D B C 物体从原点到设定坐标点软件流程图如图7所示图7物体从原点到设定坐标点的流程图2.3.2控制物体作圆周运动的软件设计把一个半径为25c m 的圆周平均分成360等份计算出圆周线上各个分点的坐标首先物体放到圆周左侧然后物体沿着各个点依次走下去即完成了画圆物体作圆周运动如图8所示图8物体作圆周运动示意图由上图可得n 点X 轴坐标为)180/14.3cos(250×=n x xn (5)n 点Y 轴坐标为)180/14.3sin(250×+=n y yn (6)同理可求得n +1点的坐标x n+1,yn+1点调用坐标子程序控制电机拖动物体从而实现画圆控制物体作圆周运动软件流程图如图9图9控制物体作圆周运动的流程图2.3.3控制物体寻迹运动的软件设计物体上的寻迹红外传感器的分布如图10所示8只传感器均匀分布在圆周上传感器相互间的距离不宜过大否则会增大运动轨迹与黑线的误差也不宜过小否则相邻传感器打到白纸上的红外光会互相串入引起干扰从而产生误动作寻迹的原理如图11所示首先把8个传感器中的一个放于黑线的起点当从键盘输入寻迹指令时物体开始沿探测到黑线的这个传感器与中心点O 的连线的方向前进此时检测此传感器相邻的4个传感器是否压黑线如果没有压黑线则使物体继续保持原方向运动如果压黑线则使物体沿当前压黑线的传感器与中心点O 的连线的向前进此时同样需要检测当前传感器相邻的4个传感器是否压设定当前坐标检测键盘输入目标坐标进入画圆子程序进入坐标子程序寻坐标自定义寻黑线画圆输入运行轨迹进入自定义曲线子程序输入圆心N 进入黑线子程序坐标合理YYYYYNNN 开始N 计算A C -A D 的值输入目标坐标Y NYNN开始计算BD -B C 的值电机步数设置左边电机完成运动左边电机停止右边电机完成运动左右均到达目标右边电机停止Y输入圆心坐标x 0yn 赋值为0判断圆心坐标是否合理计算x n+1y n +1的值调用寻坐标子程序实现从x n y n 点到x n+1y n+1点n 加1n 360?开始n+1OnN N+1海海军军航空工程程学学院学报2006年第3期370黑线如此循环检测可以解决任意曲线的寻迹如果传感器在3s 之内没有发现黑线则说明物体已经全部离开黑线寻迹完毕重物往回运动2s 的目的是为了让重物返回黑线末端图10物体上的寻迹红外传感器位置分布图图11控制物体寻迹运动的流程图3系统测试系统测试的目的是检测系统的各项功能是否达到题目要求的指标所需测试工具为米尺圆规秒表 1.8cm宽黑色胶布等系统需测试的功能项包括到达预设目标点的测试画圆的测试沿自行设定轨迹运动的测试寻迹功能测试本悬挂运动控制系统经过测试完成到达预设目标点测试画固定直径圆的测试沿自行设定轨迹运动的测试和寻黑线功能测试键盘设置灵活L C D实时显示物体所在位置坐标电机控制精确运行灵敏语音播报迅速各项指标完全符合题目要求4总结本系统以凌阳单片机61板为核心作为控制单元利用4*4键盘为输入模块用液晶显示屏显示多项指标信息实现人机交互和物体按要求运动的各项功能利用光电传感器探测黑线所处方向步进电机作为驱动物体运动装置在系统设计过程中力求硬件线路简单充分发挥软件编程方便灵活的优势来满足系统各项要求参考文献[1]罗亚非.凌阳16位单片机应用基础[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2003:2-8[2]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2003[G ].北京:北京理工大学出版社,2005:203-207[3]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M ].北京:电子工业出版社,2005:115-117[4]何希才.传感器及其应用电路[M ].北京:国防工业出版社,2001:89-92D esi gn of ha ngi ng m ovem e nt cont r ol syst emL I U H uaz ha ng 1Z H A N G Che nl i ang 1T A N G Ji anhua21D epar t m ent of El ect r oni c and I nf orm at i on Engi neer ing N AEI2D epar t m ent of Trai ni ngN AEIY antaiShandong264001bst A bs t r act :The sys t em adopt s t he M CU SPCE061A as t he ker nel t o cont r ol t he m ovem ent of t hesubj ect .I t can i dent i f y t he i nput of t he keyboard,gat her t he i nf or m at i on fr omt he i nf rar ed w ave sens or s ,and cont r ol t he dri vi ng ci r cui t of m ot or devi ce.A ccordi ng t o t hat t he l engt h of t he r ope i s uni que for each pos i t i on of t he s ubj ect ,cont rol l i ng t he m ovem ent of t he m ot or t o change t he l engt h of t he r ope can r eal i ze t he pos i t i on change of t he s ubj ect .The det ect i on of t he bl ack t hr ead i s real i zed by r ef l ect i on i nf rar ed w ave s ens ors i n order t o as sur e t he subj ect m ove al ong w i t h t he bl ack t hread dr aw n ar bi t rar y.I n t he des i gn,i t can aut om at i cal l y ar r i ve at t he posi t i on s et arbi t rar y,sket ch a ci r cl e and s o on.ey or ds K ey w ords :M C U ;i nf rar ed w ave s ens or ;s t ep-m ot or红外传感器上下右左左上右上左下右下开始重物保持此传感器方向运动时间是否超过2sNNYY返回主程序确定当前压黑线传感器的位置从零开始计时检测此传感器左右90°范围的传感器是否压黑线重物停止运动使重物保持此传感器方向运动重物朝此传感器相反方向运动1s。
悬挂运动控制系统的设计
悬挂运动控制系统的设计本毕业设计课题是属于教师拟定性课题，主要是研究基于单片机的对步进电机的有效控制。
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件，每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。
电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速...<P>本毕业设计课题是属于教师拟定性课题，主要是研究基于单片机的对步进电机的有效控制。
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件，每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。
电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
<BR> 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。
步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。
广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
<BR><BR> Abstract<BR>This article mainly elaborated has been hanging the movement control system merit, introduced was hanging the movement control system function, the principle and the design process. Is hanging the movement control system is one of in control engineering domain important applications, its main target is to is controlled the object the movement condition, including path, speed and position implementation check. The movement control system compares with other control systems, has the system model simply, the check algorithm is unitary, also not complex characteristic and so on non-linearity and coupling situation. Also is precisely because the movement control system can implement to the path, the running rate, the pointing accuracy as well as the repetition precision accuracy control requirement, has the broad application foreground in each category of control engineering, therefore the movement control system has at present become in the check study application domain very much significant the research direction. Through the monolithic integrated circuit to stepping monitor check, implemented the motor-driven to cause the object at on the board which inclined the movement, The control section is the SST89E52 monolithic microcomputer which SST Corporation produces primarily, with when the 1602LCD liquid crystal screen and according to turned has implemented with the user interactive, through the keyboard entry different control command, the liquid-crystal display was allowed to display the setting value and the run thecoordinates. The electrical machinery control section used LM324N four to transport puts and is connected the electronic primary device voluntarily to develop the 42BYG205 stepping monitor actuation electric circuit to implement the electrical machinery accuracy control. The algorithm partially for will suit the monolithic integrated circuit system to operate carries on optimizes many times, will reduce the microprocessor the operand. Has completed the object voluntarily the movement and according to the different setup path movement. <p class='Uux450'></p> <BR>Key words Magneto; 1602LCD; LM324N; Drive circuit <pclass='Uux450'></p> </P><P> 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。
05年电子设计大赛题论文——悬挂控制系统
作者：缑文博丁杰白博赛前辅导老师：刘远聪兰建平胡亚琦摘要本悬挂系统是以两个AT89C52为核心，用专用步进电机的驱动SJ-220驱动步进电机控制坐标图上的笔的位置，通过两个定滑轮配合步进电机，利用控制电机的转速的变化绘制出所需的图形。
利用LCD作为整个过程的显示部分，结合4×4的键盘输入，控制画图过程的输入。
一、设计方案和论证按照题意，控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；控制物体在80cm ×100cm的范围内做自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100cm,物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300s内完成；控制物体做圆心可任意设定、直径为50cm的圆周运动，限300s内完成；物体从左下角坐标原点出发，在150s内到达设定的一个坐标原点。
在此基础上，能够显示物体中画笔所在位置的坐标。
考虑到测量对象较多，如果使用一个单片机，系统资源将非常紧张，难以达到最佳的控制。
因此，采用两片单片机，合理分工，分别控制各模块的工作。
系统框图如图1所示。
对于各模块的设计，分别讨论如下。
1.电动机及其的选择（1）电动机的选择方案一：使用步进电机。
其优点在于速度易于控制，可以实现快速启停，且转动角度严格可控。
可以根据驱动脉冲电流的次数计算小车的行驶距离，省去距离测量这一环节。
步进电机的功率大，速度可调，转速稳定，可以达到精密控制。
方案二：使用直流电机，用脉冲宽度调节方法，对电机进行控制。
但此方案的缺点也很明显，直流电机动起来惯性大，转速不易控制，很难达到精确地控制，误差较大。
因此，选择方案一。
（2）电动机驱动模块所用电动机是四相电动机，需要放大4路驱动信号。
方案一：采用4路三极管放大电路驱动，该方案电路复杂，可靠性难以保证。
方案二：采用专用的步进电机驱动SJ—220, SJ-220驱动器驱动二相混合式步进电机，该驱动器采用原装进口模块，实现高频斩波，恒流驱动，具有很强的抗干扰性、高频性能好、起动频率高、控制信号与内部信号实现光电隔离、电流可选、结构简单、运行平稳、可靠性好、噪声小，带动2A以下所有的42BYG、57BYG、系列步进电机。
悬挂运动控制实验仿真系统的设计与实现
思想 和实现方法 ，分析 了此类实验 的特点 以及如何通过 软件 仿真快速 高效地得到直 观的感觉 、并通过仿 真 获得 必要 的数据 ，从 而在节省 时间 、实验材料 、快速确定 实验参数 的前提下 ，完成好整个 实验 。最 后指 出
通过 软件仿 真来完成较 为复杂的综合性实验是一种重要 的辅助手段 。
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实
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技
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与
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第２ ３卷
第ｌ Ｏ期
２０ ０ ６年 ｌ Ｏ月
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中图 分 类 号 ： ４ ４ Ｃ ３ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１０ －９６ ２０ ）０ ０７ — ３ ０ ２４ ５ （０ ６ １— ０ ７ ０
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车辆悬挂系统的非线性特性分析与控制
车辆悬挂系统的非线性特性分析与控制车辆悬挂系统是车辆运动学和动力学性能的重要组成部分。
传统的线性控制方法针对车辆悬挂系统往往难以满足实际的控制需求，因为悬挂系统具有显著的非线性特性。
因此，本文将对车辆悬挂系统的非线性特性进行分析，并提出相应的控制方法。
一、非线性特性的表现形式车辆悬挂系统的非线性特性主要表现在以下几个方面：1. 阻尼特性的非线性：车辆悬挂系统的阻尼特性随着行程变化呈非线性变化。
在小行程范围内，阻尼力随位移的增加呈线性变化；但在大位移范围内，阻尼力的增加速度减缓，呈非线性变化。
2. 弹簧刚度的非线性：车辆悬挂系统的弹簧刚度也随行程的变化而变化。
在小行程范围内，弹簧刚度随位移的增加基本保持不变；但在大行程范围内，弹簧刚度随位移的增加逐渐减小，呈非线性变化。
3. 悬挂系统的干摩擦力：车辆悬挂系统中存在着干摩擦力，其大小与悬挂行程的方向变化有关。
干摩擦力会导致悬挂系统的非对称性和非线性特性，进而影响车辆的稳定性和悬挂系统的控制效果。
二、非线性特性的影响车辆悬挂系统的非线性特性对车辆的运动稳定性和乘坐舒适性都具有重要影响。
1. 运动稳定性：非线性特性可能引起悬挂系统在行驶过程中出现跳动、抖动等现象，进而影响车辆的稳定性和行驶安全性。
2. 乘坐舒适性：非线性特性使得悬挂系统难以在不同行程范围内提供恰当的减震效果，从而影响乘坐的舒适性和悬挂系统的振动控制效果。
三、非线性特性的控制方法针对车辆悬挂系统的非线性特性，可以采用以下几种控制方法：1. 非线性控制器设计：基于非线性特性的具体表现形式，设计适应于车辆悬挂系统的非线性控制器。
可以采用神经网络、滑模控制等方法来提高悬挂系统的控制性能。
2. 自适应控制：通过在线辨识悬挂系统的非线性特性参数，并实时调整控制策略，使得控制器具有较强的适应性和鲁棒性。
3. 模糊控制：利用模糊逻辑来处理悬挂系统中存在的不确定性，设计模糊控制器来实现对非线性特性的控制。
基于MSP430F449的悬挂运动控制系统设计
图 １ 系统 设 计 框 图
Ｆ ｇ Ｂ ｏ ｋ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｓ ｓ ｅ ｉ ．１ ｌ ｃ ｉ ｇ ａ ｏ ｙ ｔ ｍ
方案② ：ｒｓｎ ａ Ｂｅｅｈ ｍ微元算 法。该算法 只做整数 Ｊ／ 运 Ｊ减 ｎ
算 和 乘 ２运算 ， 算 速 度 很 快 ， 于用 硬 件 实 现 嘲 运 适 。
方案③ ： 使用伺 服电机 ， 伺服 电机是一 种 内带编码盘 。 可
以 通 过 驱 动 器 精 确 控 制 转 动 角 度 （． １级 别 ）而 且 过 载 能 ００ 。 ０ ， 力强 ， 用 于精密控 制 ， 其驱动 电压一般 较高 ， 积较大 ， 常 但 体
在 本 题 目的 实 现 上 并 不 Nhomakorabea 用 。
在 现 代 的 车辆 运 动 、医疗 设 备 和 工 业 控 制 等 系 统 中 ． 悬 挂 运 动 系 统 的 应 用 越 来 越 多 ． 这 些 系 统 中 悬 挂 运 动 部 件 通 在 常 是 具体 的 执 行 机 构 ． 而 悬 挂 部 件 的 运 动 精 确 性 是 整 个 系 因 统 工 作 效 能 的 决定 因 素 ， 而 实 际 实 现 悬 挂 运 动 控 制 系 统 的 因 精 确 控 制 具 有 极 其 重 大 的 现 实 意 义 。本 系 统 采 用 低 功 耗
１２ ． 电机 驱 动 器 选 择
１ 悬 挂 运 动控 制 系统 设 计 方 案
１１ 电 机 选取 ．
方案① ： 使用分立元件搭建 。利用 大功率三极管放大功
率 给 步 进 电 机 提 供 驱 动 电 压 和 电 流 。但 本 实 验 对 功 率要 求 较 大 ， 度有 限。 精
方案① ： 直流电机。直流电机的优点是输出功率 大． 带负
悬挂运动控制系统
！ 垒
堡 笪
加加
（ 国 矿 业 大 学 信 息 与 电 气 工 程 学 院 江 苏省 徐 州 ２ １ １ ） 中 ２ 】 ６ 摘 要 ： 悬挂运 动控 制 系统 以 Ａｔ ｇ ｌ 该 ｍｅ ａ６单 片机 为控制核 心 ， 控制 直 流减速 电机 驱动 电路 、 晶显 示 电路 和键 盘扫 描 电路 液 的协调 工作 ， 实现基本 绘 图和 显 示功能 。基 本设 计构想 为 ： 用 ＡＶ 单片机 通过 输 出 Ｐ 使 Ｋ ＷＭ 方 渡控制 两个 直流减速 电机 的 转速 ，利 用 两个 阻值 为 ２ ｋ可 旋 转 １ ２ Ｏ圈 的 电位 器作 为角 度传 感 器 。使 电机 通过 穿过 滑轮 的 吊绳 带 动绘 图笔 在绘 图板 （５ｍ＊ １ｍ） ４ ｃ ４ ｃ 上移 动 ， 而绘制 出相应 的运 动轨迹 。 图笔在 绘 图板 上 的位置 坐标 由 吊绳 的长度 来确 定 ， 由单 片机 驱动 液 从 绘 再 晶屏 将 它显 示 出 来 。 关键 词 ： 片机 ； 单 直流减 速 电机 ； 电位 器 ： 悬挂 中 图分 类号 ： Ｐ １ Ｔ３２ 文献标 识码 ： Ａ
（ — ｌ） 十 Ｊ ５ ０ Ｙ ｒ ｓ ３ （ 一 ８ ）＝Ｒ ， （ ＋９ ）＋ ｙ一 ８ ） ＝ ８ （ ５ ０
其 中， Ｙ表 示 区域 内任意一 点到 右 电机 的距 离。Ｒ Ｒ Ｚ表 示区 域 内任意 一点到 左 电机 的距 离。 则可解 得 ＝ 一 Ｙ ＋ ５ ２） ２ （ Ｒ ２２ ８ １ ２ ９ ／２
下：
Ｐ Ｂ和 Ｐ ０ Ｐ ２ Ａ 到 Ａ 用于控制液晶屏的显示并不断对其扫描；
Ｐ １ 于控 制电机 ； Ｄ ７用 Ｐ ｃ口作 为键 盘 的输 入 口， 菜单 式的 功能选择 实现
悬挂运动控制系统硬件电路设计
悬挂运动控制系统硬件电路设计摘要给出一种悬挂运动控制系统设计方案，驱动电路前后级采用光电耦合器隔离，有效降低干扰对步进电机的影响，提高步进电机工作的可靠性。
同时这种系统具有运动轨迹设置灵活、简单、性能稳定等特点。
关键词悬挂运动；单片机；步进电机；驱动单片机的技术发展十分迅速，其应用也越来越广泛，特别是用来控制其他设备以满足某些设计的需要。
步进电机是可以用脉冲信号直接进行定位控制，由于其具有一定的精度，且控制线路简单，使用方便、可靠，随着技术的进步和电子技术的发展，步进电机的应用领域更加广阔，同时也对步进电机的运行性能提出了更高的要求。
本文就采用当前流行的PIC单片机来对步进电机进行控制以及自适应控制技术在步进电机中的应用进行了研究和讨论。
1 设计方案本方案采用两个步进电机拖动悬挂物在平面上做水平、垂直方向运动，以AT89C51单片机作为控制核心，输出控制脉冲信号给驱动电路控制步进电机运动。
相较采用电路复杂、易产生偏差、主要利用光电传感器检测法的备选方案，本方案单片机对驱动电路仅输入脉冲，不要反馈信号，控制简单，电路也不复杂，易于实现。
2 概述悬挂运动控制系统控制设计主要强调了对悬挂物运动的控制。
方案总体设计思路：本系统以单片机AT89C51为控制核心，通过所需运动轨迹曲线特点，编写相应程序，然后把程序写入单片机，发出脉冲信号对驱动步进电机进行控制，实现了悬挂物在倾斜角为70度的平面上做平移运动的功能。
3 总体设计总体设计采用分块设计。
硬件采用分模块设计，即分为单片机小系统模块和步进电机驱动模块两个模块。
程序设计分主程序设计和子程序设计，主程序调用子程序。
由AT89C51的P1口输出两路四相控制信号，两路信号同时输出。
步进电机的驱动是自行设计的驱动电路：单片机输出的控制信号高电平经74LS04缓冲后经200Ω限流电阻接到光电耦合的输入端，光电耦合器输出极接5V电源及限流电阻后接到功放管BU406的推动级三极管9018的基极，使9018导通，BU406工作，电源电压加到步进电机，则单片机的脉冲信号依次输入步进电机并使其工作。
拖拉机液压悬挂控制系统
拖拉机液压悬挂控制系统1系统工作原理约翰迪尔5-754型拖拉机配备的悬挂系统是半分置式三点悬挂力-位综合调节系统7。
使用该系统时，驾驶员对机具位置的调整是通过操作关联提升器摇臂的操纵杆实现的，操纵杆位置与机具位置具有较为线性的对应关系，控制操纵杆位置即可实现机具位置的调整。
综合考虑拖拉机自动驾驶系统在正常作业和地头转弯时对机具位置控制的实际要求8-13以及安装便利性，本文选择带有位置反馈的直流推杆电动机作为动力源，通过机械传动机构实现对悬挂系统操纵摇臂的驱动和位置控制，进而达到自动调节作业机具高度的目的。
因为不同作业机具及作业项目对悬挂系统有着不同的状态位置要求，所以实现悬挂系统的自动调节功能就需满足这些广泛的工作要求。
为此，采用点动控制和位置控制相结合的方式实现悬挂系统任意位置的设定和控制。
点动控制方式主要用于适宜耕深和机具提升高度的目标位置设定。
进入点动控制工作模式后，推杆电动机的单步运动距离可调，人工控制推杆电动机单步运动，便于寻找并设定目标耕深和提升高度。
这种控制方式提升了三点悬挂控制系统的灵活性和可操作性。
同时，大大减少了拖拉机自动驾驶系统的初始化设定工作量，提升了自动驾驶系统的性能。
位置控制方式是拖拉机自动驾驶系统正常工作的主要方式，系统依据机具作业状态的切换要求，通过控制单元ECU接收上位机的机具工作状态位置指令，比较推杆电动机反馈的位置信息与作业状态初始设定值，控制推杆电动机调节作业机具到达目标位置。
2硬件系统设计2.1机械传动设计图1为推杆电动机机械传动装置的实物安装图。
推杆电动机的主体固定在固定支架上，通过推杆连接套、刚性推拉杆将推杆电动机推杆与悬挂系统操纵杆相连接，通过推杆电动机往复直线运动实现悬挂操纵杆的前后转动，从而控制悬挂系统的升降。
推杆电动机内部设有电位器，其信号幅值反映推杆电动机的轴端位移，与机具位置呈线性对应关系。
所以通过单片机控制电路可控制推杆电动机动作来实现作业机具的精确位置控制。
悬挂控制系统的设计
中图分 类号 ：Ｐ ７ ． Ｔ ２３ １
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：６２—１４（０ ００ ０ １ —０ １７ ０７２ １）３— ０３ ３
１ １１ ．９ ９ ． ｓ ．６ ２—１４ ．０ ０ ０ ．５ ３ ：０ ３ ６ ／ｊｉ ｎ １７ ０ ｓ ０ ７ ２ １ ．３ ０
１系统设 计
第 ｌ 卷第 ３ ２ 期 ２ １ ６月 ００年
黄 冈 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊｕ ｎｌｏ ａ ｇ ａ ｇＰ ｌｔｃ ｎｃ ｏ ｒａ ｆＨｕ ｎ ｇ ｎ ｏｙｅ ｈ ｉ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ３ １ １ ．
Ｊｎ．０ ０ ｕ ２ １
悬 挂 控 制 系统 的 设 计
宋 武
（ 冈职 业技 术 学院 机 电工程 系， 黄 湖北 黄 冈 ４ ８０ ） ３０ ２
的角度一步一 步向设定 方向转动 ， 步进 角一般为 ０３ ．６度 １８度 ， 度 很 高 ， ． 精 而且 可 以实 现 转子 锁
定 。 由此 选择 步 进 电机 。 １２循 迹模 块 方案 ．
一
悬挂 控 制运 动 系统 为典 型 的 实时 控 制设 计 ， 宜 用单 片机 控 制来 实现 。系 统 可 以划 分 为 控 制 部 分
机构 ， 通过接收到的脉 冲信号驱动电机转轴 以固定
４Ｖ 直流 电流 ４ ， ６， Ａ 具有过热保护功能。单片机给
收稿 日期 ：ｏＯ—ｏ —２ ２１ ４ ｏ 作者简 介： 宋 武 【９３一） 男 ， １８ 。 助讲ｏ ｈｈｚｓ ＠１６Ｐｎ ｂ ｇｙｗ ２ ． ｌ ． ｏ
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１ ・ ３
１ ｎ １ ｌ
图 ２电机 控 制电
ｉ
硬件 比较简单。 （ ） 晶 Ｓ ７２ ， 计 使用 Ｐ ．＿Ｐ ． ２液 Ｔ ９０设 ３０ 一３２三个 Ｉ ／ ， ２２ ． 键盘、 显示电路设计与实现 ０口作为液晶的数据／ 命令／ 状态 口。 具体电路如 图 ３ 所示 ， 键盘采用 ４ ４ 阵键 ＊ 矩 （） ３ 电机 控制 ， 采用 Ｐ ４口分 别控 制左 右两个 步 盘与单 片 机 的 ］０ 口相 连 ； ／ 显示 电路 采用 １８ ４ ２ ＊６ 进 电机 。 Ｌ Ｄ与 单 片 机 相 连 ， Ｐ３Ｆ６ Ｃ ＭＳ４０ １９作 为 串 行 口方 式 （） 电传 感 器 ， Ｐ３ ４光 ＭＳ４０的 Ｐ １口接 收光 电管 输出与液晶显示屏通信 ， 大大节省了单片机 的 ／Ｏ ／ 的信号， 单片机做出相应反应。 口资源。液晶是 １８ ６Ａ， ２ ＊ ４ 能够显示 图形和汉字 ， ３软 件设计 图文并茂 ， 界面良好 。其 中 Ｄ ０到 Ｄ 是数据 Ｅ，／ ７ ｌＲ
基于单片机的悬挂运动控制系统
课题：基于单片机的悬挂运动控制系统摘要：本控制系统主要以MCS-51单片机8031为控制核心，并对其程序存储器以及I/O接口进行扩展，程序存储器扩展采用一片27256，I/O口扩展使用8255，并在8255的接口上连接外部输入输出设备。
通过建立所需要的运动轨迹曲线的参数方程，建立运动控制模型，按照算法对两组驱动步进电机进行控制，实现了悬挂寻迹系统在给定范围内的定点运动、曲线运动以及圆心可任意设定的圆周运动功能。
通过键盘输入指令可在指定区域内完成所需的运动。
关键词：单片机智能算法运动控制模型步进电机第1页Abstract: The nuceus of this control systerm is the 8031 that the series of MSC-51.Expand the momory of programme and I/O interface. The momory of programme expanding use a 27256.The I/O interface Expanding use a piece 8255.In the interface of 8255 often connect with the other import or output device. Though establish the necessary parameter equation of movement locus and movement control model.For the control of the two direct current engine,it relize the hanging seek systerm’s movement in the sphere or curve movement or tht circumference movement that the coodinate could set up random.Through inout the programme.The systerm could accomplished the movement we need.Keywords: MSC-51 、 parameter equation 、direct current engine movement control model第2页第 3 页一：方案论证根据题目的设计要求，本设计主要实现寻迹系统设定和对设定轨迹的搜索功能，并能实时的显示寻迹系统所在位置的坐标。
基于DSP的步进电动机悬挂运动控制系统实现
０ 引 言
该悬 挂 运动控 制 系 统 就是 控 制 物 体在 倾 斜 （ 仰 角 ≤１０ ） ０ 。 的板 上 运 动 。 固定 两 滑 轮 ，两 个 步 进 电
把 ３３ ． Ｖ的电平信号利用（Ｎ４ ０Ｎ ３３５０Ｖ电压 Ｓ ７Ｃ４ ）．／． 转换芯片转换成 ５０Ｖ 的电平信 号 ，通过 （ Ｌ ２０ ） ． Ｕ Ｎ ８３ 功率驱动芯片驱动两个步进电机。
径做 圆弧运动 。为 了准 确控制位 置 ，两个 步进 电 机在 同一 时 刻不 同时 运行 。
Ｉ２ ＂ ｔ ． ｉ２ ＂ ｔ Ｉ２ ＂ ｔ
１ 系统 工作 原 理 及 控 制 思 想
１ １ 系统 工作原 理 ．
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（ 洛阳理工 学院 自动化系 ，洛 阳 ４ １０ ） ７ ０ ３
摘 要 ：以 Ｄ Ｐ作为控制器、以步进 电机作为执行机构，实现 了圆轨迹跟踪 的运动控制。实验 Ｓ 结果表明在可以允许的误差范围内，实现 了对圆轨迹曲线的跟踪；分析了产生误差的原 因。
关键 词 ：步进 电机 ；Ｄ Ｐ；点对 点逼近 ；运 动控 制 ；实验 Ｓ
个闭环控制的无位置传感器 随动系统 ；必须实时
计算板上运动物体 （ 滑块） 的当前位置 （ 坐标 ） 。而位 置计算模型算法 比较 复杂 ，因此需要运算速度快、 处理 能力 强 的控制器。作为 电机 控 制专 用芯 片 ，
TMS320F28027与L298N的悬挂运动控制系统设计
电机 ， 从而使物体在平 面 内运动 ， 实现物 体在 平 面 内可 以 任 意 地 画 指 定 的 曲线 和 圆 等 。图 １为 悬 挂 系 统 的模 型 。
盯 斗
，基 墨，
１ 系 统 总体 方 案 的 设 计
图 ２为悬 挂 系统 控 制 框 图 ， 以 ＴＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ０ ２ ７为控 制 芯 片， 利用 Ｌ ２ ９ ８ Ｎ 驱 动 两 个 步 进 电 机 。 步 进 电 机 采 用 ４ ２ ＨＳ ４ ８ １ ３ Ａ４ ， 其 额 定 电流 为 １ ． ３ Ａ， 步距 角 为 １ ． ８ 。 ， 利用 Ｌ Ｃ Ｄ
Ｃｈ ｅ ｎ ｇ Ｚｈ ａ ｎｇ ｇ ｅ ， Ｇｕ Ｒｕ ｏ ｙ ｕ， Ｗａ ｎ ｇ Ｈａ ｉ ｂ ｏ， Ｌｉ ｕ Ｈｅ ｐ ｉ ｎ ｇ， Ｄｅ ｎｇ Ｌｉ
（ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｃｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｃｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ０ ４ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
悬挂式寻迹运动智能控制系统
论、信息处理、图像处理等专业技术于一体，其研究 体现 了信息科学与人］ 智能技术结合的最 新成果 ，具 ＿ 有重要的军用及 民用价值，是 当前智能机 器人研究的 重点之一。国内外在移动机器人方面 己做出了大量的 研 究工 作Ｈ ，主 要的 问题在 于控制算 法缺 乏智 能性 Ｊ 和鲁 棒性 。文中介绍 了一款基 于Ｍ Ｐ ３Ｆ ４ 处理 器 Ｓ ４ ０１９
电工电气 （０ ０ ｏ１） ２ １ ． Ｎ ２
悬挂式寻迹运动智能控铷系统
悬挂式寻迹运动智能控制系统
于跃 ，胡仁 杰 ，温 镇
（ 东南大学 电气工程 学院 ，江苏 南京 ２ ９ ） １０ ６ ０
摘 要 ：针 对寻迹功 能在工业控制 中的应用 ，提 出了悬挂式寻迹运动智能控制 系统 的设计方案 。系
ｔａ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｎ ｓｒ ｉｅ ． ｈ ｙ ｔ ｍ ｄ ｐ ｅ ＳＰ ３ Ｆ１ ９ ａ ｉ ｏ ｔｏ ｈ ｐ Ｔｈ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｌ ａ ｓｃ ｒｉ ｄ ｏ ｔ ｐ ｎ—ｏ ｐ ｍｏ ｅ ｒ ｃ ｎ ｖ ｍｅ ｔ ｗａ ａ ｓ ｄ Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｏ ｔ ｄ Ｍ ４ ０ ４ ｓｍａ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ． ｅｓ ｓ ｅ ｓｏ ｏ ｄ ｗａ ａｒ ｅ ｕ ｅ ｌ ｏ ｖ — ｃ ｏ
ｍｅ ｔｃ ｎ ｒ ｌｂ ｔ ｐ ｍｏ ｏ ． ｅ ｆ ｅ ｂ ｃ ｒ ｍ ｈ ｎ ｒ ｒ ｄ ｐ ｔ ｅｅ ｔｉ ｅ ｓ ｒｉ ｓａ ｌｄ ｏ ｈ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｌ ａ ｏ ｌ ａ ｒ ｕ ｌ ｓ ｄ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ａ ｓｅ ｔ ｒ Ｔｈ ｅ ｄ ａ ｋ ｆｏ ｔ ｅ ｉ ｆａ ｅ ｈｏ ｏ ｌ ｃ ｒ ｓ ｎ ｏ ｎ ｔ ｌｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｏ ｄ ｃ ｕ ｄ ｃ ｒｙ ｏ ｔ ｏ ｅ — ｃ ｃ ｌ ｏ ｒ ｃｎ ｒｔ ｅ ｇ ｖ ｎ ｃ Ⅳｅ ｏ ｈ ａ ｅ ． ｅ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｒ ｃｎ ｖ ｍ ｅ ｔｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｗａ ｅ ｌ ｅ ｔ ｏ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ｏ ｐ ｔａ ｉ ｇ ｆ ｈ ｉ ｅ ｕ ｎ ｔ ｅ ｐ ｎ １ Ｔｈ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｔａ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｒ ａ ｉ ｄ ｗｉ ｌ ｗ ｏ ｒｃ ｎ ｕ ｔ ． ｏ ｚ ｈ ｏ ｒ ｌ ｂ ｅｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｎ ｏ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｆｅ ｔ ｔ ｅ ａ ｉｅ ｙ ｌ ｗ ｏ ｔ Ｔ ｙ ｔ ｍ ｓｏ ｒ ａ ｒ ｓ ｅ ｔ ｐｌ ａｉ ｎ． ｅ ｉ ｌ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅａ ｄ ｇ ｏ ｏ ｔｏ ｃ ｌｔｖ ｌ ａ ｅ ａｒ ｏ ｃ ｓ． ｈｅｓ ｓｅ ｉ ｆｇ ｅ ｔｐ ｏ ｐ ｃ ａ ｉ ｔ ｏｆ ｐ ｃ ｏ Ｋｅ ｒ ： ｒ ｃｎ ｖ ｍｅ ｔ ｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ； ｎ ａ ｅ ｈ ｏ ｌ ｃ ｒ ｅ ｏ ； ｔ ｐ ｍｏ ｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｔａ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｎ ； ｎ ｅ ｌ ｅ ｔ ｎ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ｉ ｆ ｒ ｄ ｐ ｏｔ ｅｅ ｔｉ ｓ ｎｓ ｒ ｓ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｒ ｃ
线控悬架系统的工作原理分析
线控悬架系统的工作原理分析线控悬架系统的工作原理分析引言：线控悬架系统是一种先进的汽车悬架技术，通过电子和机械的结合，为车辆提供了更高的悬挂性能和舒适性。
本文将对线控悬架系统的工作原理进行深入分析，旨在帮助读者更好地理解该技术的原理和优势。
一、悬架系统的基本原理悬架系统是连接车身和车轮的重要部分，其主要功能是通过减震、支撑和保持车轮与地面的接触，以提高车辆的稳定性和舒适性。
传统的悬架系统通常采用弹簧和减震器组合，但线控悬架系统采用了更先进的技术。
二、线控悬架系统的组成部分线控悬架系统由多个关键组件构成，包括传感器、电磁控制阀、气压系统和控制单元等。
传感器用于感知车辆的运行状态，如车身姿态、车速和路面情况等。
电磁控制阀通过调节液压系统中的压力和流量来改变悬架的硬度和高度。
气压系统用于为悬架提供额外的气压支撑。
控制单元负责接收传感器的输入信号并根据车辆状态做出相应的调整。
三、线控悬架系统的工作原理线控悬架系统的工作原理可以简单地概括为：感知、调节和反馈。
当车辆行驶过程中，传感器会不断感知车辆的姿态和运动状态。
控制单元通过分析传感器的数据来确定悬架系统的调节参数。
与此同时，电磁控制阀会根据控制单元的指令来调节悬架的硬度和高度，以适应不同的路况和驾驶需求。
悬架系统通过不断的感知、调节和反馈，实现车辆动态的调整和平衡。
四、线控悬架系统的优势线控悬架系统相比传统的悬架系统具有以下几个优势：1. 高度可调：线控悬架系统可以根据不同的驾驶需求和路况，实现悬架高度的自由调节，提供更灵活的悬挂设置。
2. 软硬度可调：线控悬架系统可以根据车速、路况和驾驶风格等因素，动态调整悬架的硬度，提供更好的悬挂性能和舒适性。
3. 主动减震：线控悬架系统可以通过主动减震技术，及时对路面不平进行响应，减少车身的颠簸和摇晃，提供更平稳的行驶感受。
4. 提高操控性：线控悬架系统可以根据驾驶员的需求，调整悬架的硬度和高度，提供更好的操控性和驾驶稳定性。
悬挂运动控制系统(E题)设计报告之欧阳术创编
悬挂运动控制系统（E题）设计报告摘要：本悬挂控制系统是一个电机控制系统，控制物体在80cm×100cm的范围内作直线、圆、寻迹等运动，并且在运动时能显示运动物体的坐标。
设计采用AT89S52单片机作为核心控制器件，采用57BYG0074型步进电机和高细分步进电机驱动器SM60作为动力装置，采用红外反射式光电传感器实现画板上黑色线寻迹检测，显示部分用液晶显示模块LCD1602实现。
关键词：悬挂控制、单片机、步进电机、红外反射式光电传感器一、设计要求1、任务设计一电机控制系统，控制物体在倾斜（仰角≤100度）的板上运动。
在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为80cm×100cm。
物体的形状不限，质量大于100克。
物体上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。
板上标有间距为1cm的浅色坐标线（不同于画笔颜色），左下角为直角坐标原点, 示意图如下。
2、基本要求：（1）控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；（2）控制物体在80cm×100cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100cm，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300秒内完成；（3）控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm的圆周运动，限300秒内完成；（4）物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm)。
3、发挥部分（1）能够显示物体中画笔所在位置的坐标；（2）控制物体沿板上标出的任意曲线运动(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽1.5cm～1.8cm，总长度约50cm，颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约30cm；后一部分是两段总长约20cm的间断线段，间断距离不大于1cm；沿连续曲线运动限定在200秒内完成，沿间断曲线运动限定在300秒内完成；（3）其他。
4、评分标准5、说明1、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合，同时尽量缩短运动时间；2、若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分；3、运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时，该项目不得分；4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中，物体开始运动前，允许手动将物体定位；开始运动后，不能再人为干预物体运动；5、竞赛结束时，控制系统封存上交赛区组委会，测试用板(板上含空白坐标纸) 测试时自带。
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目录摘要与关键字------------------------------------------------------------------------------------4 第一章设计任务及要求----------------------------------------------------------------------51.1设计任务--------------------------------------------------------------------------------51.2技术要求--------------------------------------------------------------------------------61.2.1基本要求- ----------------------------------------------------------------------------61.2.2发挥部分----------------------------------------------------------------------------6 第二章模块方案比较与论证--------------------------------------------------------------- 72.1 电动机驱动调速模块------------------------------------------------------------- 72.2 控制器模块----------------------------------------------------------------------------82.3 滑块位移检测模块-------------------------------------------------------------------92.4 纸面线段寻迹模块------------------------------------------------------------------9 第三章系统硬件设计与实现---------------------------------------------------------------103.1 系统硬件结构总体设计-----------------------------------------------------------103.2系统主要单元模块的设计与实现------------------------------------------------103.2.1 机械部分的设计-----------------------------------------------------------103.2.2智能控制部分的设计----------------------------- ------------------------11 第四章系统软件设计------------------------------------------------------------------------154.1 运动机构数学模型的建立--------------------------------------------------------154.2 控制系统程序的设计与实现-----------------------------------------------------164.2.1 控制程序总体设计--------------------------------------------------------16 第五章系统测试------------------------------------------------------------------------------185.1测试仪器------------------------------------------------------------------------------185.2指标测试------------------------------------------------------------------------------185.2.1自行设定运动测试----------------------------------------------------------------185.2.2圆周运动测试----------------------------------------------------------------------185.2.3键盘输入坐标点并运动到该点的测试----------------------------------------18第六章总结-----------------------------------------------------------------19参考文献----------------------------------------------------------------------------------------20致谢----------------------------------------------------------------------------------------------21附录----------------------------------------------------------------------------------------------22摘要本系统的控制部分采用两块单片机实现（AT89C55和AT89C52），主单片机用于控制信号输入和电机驱动，从单片机用于信号检测和运动滑块坐标的实时显示。
执行机构采用无相四线制步进电机带动，定位精度高，误差不随转数累加，驱动电路采用双H桥结构的L298电机驱动芯片，由主单片机输出环形脉冲序列直接驱动。
本题的难点在于控制算法的实现，我们对控制系统进行了精确的数学建模，得到了步进电机输出和绘图滑块的运动坐标的精确对应关系，并把绘图区的坐标信息建立成表格存储在ROM中，通过查表的方式来计算得到控制输出量。
我们的控制系统达到了很好的控制精度，基本上完成了题目的要求。
关键字：单片机步进电机数学建模查表AbstractThe control part of this system is based on two microcontrollers ( AT89C55 and AT89S52), one used for the input signal of control and the drive of the step motor, the other used for slippery piece of the signal examination and displaying the coordinate of the solid hour at any time. And the drawing system is carrying out by two fourphase step motors, which are drived directly by integrated chip L298 that has double H bridges structure of the electric circuit, and its circuit driving pulses are given directly by the primary microcontroller. A difficult point in the problem is how to carry out the control arithmetic, for which, we set up the precise mathematics mold of the control system. The mold could describe the strict relationship of the step motors’ outputs and the coordinates of the slipper for drawing at every point in the drawing area. We stored all the coordinate data in a ROM, and we can get the data by table look-up way when the coordinate is used in running course. By this way, our control system form to a very high precision, and we complete about all the task well.Key word: microcontroller, step motor , mathematics molding, table look-up1、设计任务及要求1.1设计任务：设计一电机控制系统，控制物体在倾斜的板上运动。
在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机，通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为cm cm 10080 。
物体的形状不限，质量大于100克。
物体上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。
板上标有间距为cm 1的浅色坐标线，左下角为直角坐标原点。
1.2设计要求：1.2.1基本要求：（1） 控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；（2） 控制物体在cm cm 10080 的范围内做自行设定的运动，运动轨迹长度不小于cm 100，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300秒内完成；（3） 控制物体做圆心可任意设定、直径为cm 50的圆周运动，限300秒内完成；（4） 物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点（两点间直线距离不小于cm 40）。
1.2.2发挥部分（1） 能够显示物体中画笔所在位置的坐标；（2） 控制物体沿板上标出的任意曲线运动，曲线在测试时现场标出，线宽cm cm 8.1~5.1，总长度约cm 50，颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约cm 30；后一部分是两端总长约cm 20的间断线段，间断距离不大于cm 1；沿连续曲线运动限定在200秒内完成，沿间断曲线运动限定在300秒内完成；（3） 其他。