题目悬挂运动控制系统

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悬挂运动控制系统

2015年全国大学生电子设计竞赛论文X题：悬挂运动控制系统2015年8月15日悬挂运动控制系统（E题）摘要本设计使用AT89S52单片机作为悬挂运动控制系统的核心，硬件电路包含液晶显示和键盘处理模块，步进电机驱动模块，黑线循迹检测模块，数据传输模块等几部分。

液晶显示屏负责显示系统状态和控制命令，调试时还可以方便的显示每个红外传感器的状态；键盘接收输入的控制指令；电机驱动采用脉宽调制技术，可灵活方便地控制两个步进电机；反射式红外传感器模块在循迹时检测引导黑线；数据传输模块上的AT89C2051单片机将红外传感器状态信息通过串行口传送至AT89S52控制核心，使之能根据程序算法驱动两个步进电机带动悬挂物按要求运动并同时显示各种状态数据。

关键词：步进电机，脉宽调制，红外传感器，循迹，算法AbstractIn this design,the control kernel of this hanging movement system is based on a MCU chip AT89S52.The hole hardware circuit is composed of the following modules:LCD display and keyboard module,step motors drive module,track detecting module and data transfer module.The LCD displays system status,command and also the status of infrared sensors when debugging.The keyboard receives user’s command.The motors drive module adopts PWM technology to control motors’ status flexibly and conveniently.The reflecting infrared sensors detect black lines when tracking.The AT89C2051 on the data transfer module transfers data to AT89S52 through UART so as to make motors work properly according to program algorithm and display status data needed.Keywords: step motor，PWM，infrared sensor，tracking，algorithm一、方案论证及比较1、电机的选择和论证方案一：采用普通直流电机。

悬挂运动控制系统(E题)2005..

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（2005年全国大学生电子设计竞赛E题）悬挂运动控制系统（E题）
以FPGA核心的控制系统方框图
黑线检测模块电机A驱动模块现场可编程门列阵 FPGA 按键输入模块
坐标显示模块
电机B驱动模块
以FPGA核心的控制系统方框图
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（2005年全国大学生电子设计竞赛E题）悬挂运动控制系统（E题）
控制器模块的方案二
• 采用AT89S51作为系统控制的方案。单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，各个领域应用广泛。并且，由于芯片引脚少，在硬件很容易实现。因此，在本设计中采用 AT89S51处理输入的数据并控制电机运动。 • 采用方案二
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（2005年全国大学生电子设计竞赛E题）悬挂运动控制系统（E题）
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(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。
完成第(1)项
发挥部分完成第(2)项中连续线段运动完成第(2)项中断续线段运动其他
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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...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。

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。

Abstract 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.  Key  words  Magneto; 1602LCD; LM324N; Drive circuit <pclass='Uux450'>    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。

悬挂运动控制系统的设计

参考范文开题报告（200 届）题目悬挂运动控制系统的设计学院物理电气信息学院专业电气工程与自动化年级0学生学号1200学生姓名指导教师2010年 3 月1 日一、课题来源物理电气信息学院毕业设计指南二、选题的意义以及国内外发展状况随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的悬挂运动自动控制系统就是其中之一。

在现代的工业控制、车辆运动和医疗设备等系统中，悬挂运动系统的应用越来越多，在这些系统中悬挂运动部件通常是具体的执行机构，因而悬挂部件的运动精确性是整个系统工作效能的决定因素，而在实际中实现悬挂运动控制系统的精确控制是非常困难的。

靠改变悬挂被控对象的绳索长短来控制被控对象运动轨迹的悬挂运动控制系统，在生产控制等领域有很广的应用范围，但受技术上的制约，使用也有一定限制。

采用FPGA（现场可编辑门列阵）作为系统控制器。

FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，集成度高，体积小，稳定性好，并且可利用EDA软件进行仿真和调试。

FPGA 采用并行工作方式，提高了系统的处理速度，常用于大规模实时性要求较高的系统。

本设计中，FPGA的高速处理能力得不到充分发挥。

所以在本次设计中，主要是以单片机AT89C52作为控制核心，并与LED液晶显示芯片、步进电机、单光束反射取样式光电传感器，4*4键盘和鼠标相结合的系统。

充分发挥了单片机的性能。

以单片机AT89C52芯片设计悬挂运动控制系统的控制器，通过输入模块传送控制参数，采用C语言对单片机进行编程实现各项功能，驱动步进电机，对悬挂运动物体进行精确的控制。

其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用价值。

运动轨迹控制系统广泛应用于航天、军事、机器人控制、数控机床及计算机辅助设计等，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量技术的不断发展和迅速应用，在各领域特别在制造业，正向高速、高精度、多功能、智能化、开放型以及高可靠性等方面迅速发展。

第七届(2005)悬挂运动控制系统(E题)

第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛作品悬挂运动控制系统（E题）毕业设计（论文）原创摘要：悬挂轨迹控制系统是一电机控制系统，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AT89S51单片机作为核心器件实现对物体运动轨迹的自动控制，通过多圈电位器实现对悬挂物位置的精确测量，并引入局部闭环反馈控制环节对误差进行修正。

以达到对物体的控制和对坐标点的准确定位。

采用脉冲宽度调制技术控制直流电机驱动芯片L298，以实现对电机的转速、转向、启停等多种工作状态进行快速而准确的控制。

采用红外光电传感器实现检测电机速度和画板上黑色曲线轨迹。

关键词：运动轨迹；多圈电位器；脉冲宽度调制；红外反射光电传感；直流电机驱动ABSTRACT：Hang trajectory control system is a motor control system, object make linear, circle, searching locus and etc locomotion within the range of the 80cm×100cm, while movement system can display the coordinate of the object. Adopt AT89S51 MCU as the main part to realize the automatic control of the object motion locus in this design, system using multiturn potentiometer to measure the position of object, and introduces local closed-loop feedback control system link to correct error, in that case system can improve the accuracy of control and orientation. In this design system also adopt PWM technique control DC motor drive chip L298 to realize the accurate control of motor rotation speed, rotation direction, Start, Stop and etc operating position. System adopt infrared photosensor measure motor rotation speed and drawing locus by black curve on the palette.KEY WORDS:sport trajectory；loopy potentiometer；PWM；infrared photosensor；DC motor driving第1章引言运动控制是自动化技术的重要组成部分，是机器人等高技术领域的技术基础，已取得了广泛的工程应用。

悬挂运动控制系统报告

悬挂运动控制系统摘要：本系统采用 MSP430F149 为主控芯片，通过液晶屏和键盘与操作人交互，通过步进电机对悬挂载荷进行开环运动控制，使用安装于悬挂载荷的反射式红外光电传感器提供的反馈对面板上给定曲线进行闭环跟踪。

关键字： MSP430 单片机步进电机红外传感器This system is consisted by the controlling core of MSP430 MCU, the human interface of a LCD and a keyboard, two step motors for open-loop controlling of the suspended load and a matrix of reflected infrared optic-electronic sensors for feedback of the close-loop tracing to the given curve. Keywords: MSP430 MCU step motor infrared optic-electronic sensor一、方案论证：根据题目要求，系统主要实现的功能是自由运动、定点运动、圆周运动和循迹运动，通过手动设置参数，并能在运动的过程中实时显示坐标，关键在于电机的精确控制。

系统的方案框图如图 1 所示：键盘模块显示模块1、控制器模块方案方案一：采用通俗的 51 单片机，运用比较广泛，有良好的知识作为基础，上手方案一业专器仪与术技控测学大技科子电安西颖铭郑龙云卢伟大张坤艳李：者作建赵：师老导指Abstract循迹模块电源模块控制器模块电机模块图案方统系 1 图很快。

但是本系统的程序量较大，需要的 I\O 口资源较多，51 单片机难以胜任。

方案二：方案二系统采用 TI 公司所生产的 MSP430F149 单片机为主控制芯片，有非常丰富的资源： 6 个 8 位并行口其中两个有中断功能，12 位的 ADC,强大的定时器，精密的比较器，大容量的 RAM 和 ROM,存储大容量的程序。

悬挂运动控制系统

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（国矿业大学信息与电气工程学院江苏省徐州２１１）中２】６摘要：悬挂运动控制系统以Ａｔｇｌ该ｍｅａ６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ＫＷＭ方渡控制两个直流减速电机的转速，利用两个阻值为２ｋ可旋转１２Ｏ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）４ｃ４ｃ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：Ｐ１Ｔ３２文献标识码：Ａ
（ — ｌ）十Ｊ５０Ｙｒｓ３（一８）＝Ｒ，（＋９）＋ｙ一８）＝８（５０
其中，Ｙ表示区域内任意一点到右电机的距离。ＲＲＺ表示区域内任意一点到左电机的距离。则可解得＝一Ｙ＋５２）２（Ｒ２２８１２９／２
下：
ＰＢ和Ｐ０Ｐ２Ａ到Ａ用于控制液晶屏的显示并不断对其扫描；
Ｐ１于控制电机；Ｄ７用Ｐｃ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

悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统是指针对车辆悬挂系统的运动控制，通过使用传感器、电子控制单元和执行器等设备，控制车辆的悬挂系统，以提高车辆操控性、平顺性和舒适性。

该系统能够根据车辆的行驶状态及路面情况，智能调整悬挂系统硬度、高度和阻尼等参数，以达到最佳的行驶效果。

同时，悬挂运动控制系统还能够通过提高车辆在高速行驶时的稳定性和降低车身倾斜来提高车辆的安全性。

当前，许多高端汽车品牌已经将悬挂运动控制系统加入到其商用车型中，使得车辆性能和驾驶体验得到了极大提升。

悬挂运动控制系统(E题)设计报告之欧阳道创编

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57BYG007-4型步进电机和高细分步进电机驱动器SM-60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51、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。

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。

E题-悬挂运动控制系统9

电子与信息学院基于ＭＣＳ＿５１单片机的悬挂运动控制系统Ｅ１３组：基于５１系列单片机和步进电机悬挂运动控制系统（１）Ｅ１４组：基于５１系列单片机和步进电机悬挂运动控制系统（２）基于５１系列单片机和步进电机悬挂运动控制系统方案的实现（１）摘要：本系统是以５１系列单片机为核心，以ＲＳ－４２２／ＲＳ－４８５串行通信总线组成主从式网络，主机是进行键盘输入和ＬＣＤ显示等人机交互的主控单元，两台从机通过对步进电机的驱动和控制从而控制运动悬挂物体的运动；一台从机控制检测运动物体中传感器进行对运动物体的寻迹。

步进电机具有转速可控功率大及输入脉冲不变时可保持大力矩等优点，这样就可以自如控制运动物体的上、下缓移可以达到智能控制的目的。

物体的运动状态可以同步在主机ＬＣＤ上显示，具有良好的人机交互界面；运动时间和轨迹精度比较好的协调在一起，达到题目的要求。

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｓｙｓｔｅｍｉｓｂａｓｅｄｏｎＭＣＳ－５１ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇＭａｓｔｅｒａｎｄｓｌａｖｅｒｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｉｎＲＳ－４８５ｐｒｏｔｏｃｏｌ．Ｔｈｅｍａｓｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｍａｄｅｕｐｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｋｅｙｂｏａｒｄ，ｌｃｄｄｉｓｐｌａｙｉｎｇｍｏｄｕｌｅａｎｄｔｈｅｅｘｔｅｒｎＲＡＭ．ｔｈｅｈａｎｇｄｉｎｇｏｂｊｅｃｔｍｏｖｅｉｎｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｅｄＷａｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｈｅｔｗｏｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｗｉｌｌｂｅｓｅｎｔｂａｃｋｔｏｔｈｅｍａｓｔｅｒａｎｄｄｉｓｐｌａｙｏｎＬＣＤ．关键词：人工智能步进电机红外传感单片机人机交互正文：一、方案论证与比较（一）主控单元方案的选择本系统设计大量的浮点运算，对微处理器的ＲＯＭ和ＲＡＭ都有比较高的要求，常用的５１内壳的单片机，内部ｒａｍ最多才２５６字节，对大量浮点运算的系统资源是非常紧张的，因此为了满足系统要求，扩展了３２ｋ的外部ｒａｍ，加以选择５１内壳的单片机华绑７８Ｅ５８，内有３２ｋ的ｒｏｍ。

悬挂运动控制系统(E题)设计报告之欧阳体创编

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。

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。

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。

45、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。

2021年悬挂运动控制系统(E题)设计报告之令狐采学创编

悬挂运动控制系统（E题）设计报告欧阳光明（2021.03.07）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。

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。

悬挂运动控制系统的设计

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。

悬挂运动控制系统(E题)

悬挂疏通统造系统（2005年E题）之阳早格格创做一、任务安排一电机统造系统，统造物体正在倾斜（俯角≤100度）的板上疏通.正在一红色底板上牢固二个滑轮，二只电机（牢固正在板上）通过脱过滑轮的吊绳统造一物体正在板上疏通，疏通范畴为80cm×100cm.物体的形状没有限，品量大于100克.物体上牢固有浅色绘笔，以便疏通时能正在板上绘出疏通轨迹.板上标有间距为1cm的浅色坐标线（分歧于绘笔颜色），左下角为直角坐标本面,示企图如下.二、央供1、基础央供：（1）统造系统不妨通过键盘或者其余办法任性设定坐标面参数；（2）统造物体正在80cm×100cm的范畴内做自止设定的疏通，疏通轨迹少度没有小于100cm，物体正在疏通时不妨正在板上绘出疏通轨迹，限300秒内完毕；（3）统造物体做圆心可任性设定、直径为50cm的圆周疏通，限300秒内完毕；（4）物体从左下角坐标本面出收，正在150秒内到达设定的一个坐标面(二面间直线距离没有小于40cm).2、收挥部分（1）不妨隐现物体中绘笔天圆位子的坐标；（2）统造物体沿板上标出的任性直线疏通(睹示企图)，直线正在尝试时现场标出，线宽～，总少度约50cm，颜色为乌色；直线的前一部分是连绝的，少约30cm；后一部分是二段总少约20cm的间断线段，间断距离没有大于1cm；沿连绝直线疏通规定正在200秒内完毕，沿间断直线疏通规定正在300秒内完毕；（3）其余.三、评分尺度四、证明1、物体的疏通轨迹以绘笔划出的痕迹为准，应尽管使物体疏通轨迹与预期轨迹符合，共时尽管支缩疏通时间；2、若正在某项尝试中疏通超出规定的时间，该名目没有得分；3、疏通轨迹与预期轨迹之间的偏偏好超出4cm时，该名目没有得分；4、正在基础央供(3)、(4)战收挥部分(2)中，物体启初疏通前，允许脚动将物体定位；启初疏通后，没有克没有及再人为搞预物体疏通；5、竞赛中断时，统造系统启存上接赛区组委会，尝试用板(板上含空黑坐标纸) 尝试时自戴.电动车跷跷板（F题）【本科组】一、任务安排并创造一个电动车跷跷板，正在跷跷板起初端A一侧拆有可移动的配沉.配沉的位子不妨正在从初端启初的200mm～600mm范畴内安排，安排步少没有大于50mm；配沉可拆置.电动车从起初端A出收，不妨自动正在跷跷板上止驶.电动车跷跷板起初状态战仄稳状态示企图分别如图1战图2所示.二、央供1.基础央供正在没有加配沉的情况下，电动车完毕以下疏通：（1）电动车从起初端A出收，正在30秒钟内止驶到核心面C附近；（2）60秒钟之内，电动车正在核心面C附近使跷跷板处于仄稳状态，脆持仄稳5秒钟，并给出明隐的仄稳指示；（3）电动车从（2）中的仄稳面出收，30秒钟内止驶到跷跷板终端B处（车头距跷跷板终端B没有大于50mm）；（4）电动车正在B面停止5秒后，1分钟内倒退回起初端A，完毕所有路程；（5）正在所有止驶历程中，电动车终究正在跷跷板上，并分阶段真时隐现电动车止驶所用的时间.将配沉牢固正在可安排范畴内任一指定位子，电动车完毕以下疏通：（1）将电动车搁置正在大天距离跷跷板起初端A面300mm 以中、90°扇形天区内某一指定位子（车头往背跷跷板），电动车不妨自动驶上跷跷板，如图3所示：（2）电动车正在跷跷板上博得仄稳，给出明隐的仄稳指示，脆持仄稳5秒钟以上；（3）将另一齐品量为电动车品量10％～20％的块状配沉搁置正在A至C间指定的位子，电动车不妨沉新博得仄稳，给出明隐的仄稳指示，脆持仄稳5秒钟以上；（4）电动车正在3分钟之内完毕（1）～（3）齐历程.（5）其余.三、证明（1）跷跷板少1600mm、宽300mm，为便于携戴也可将跷跷板造成合叠形式.（2）跷跷板核心牢固正在直径没有大于50mm的半圆轴上，轴二端支撑正在支架上，并包管与支架圆滑交战，能机动转化.（3）尝试中，使用参赛队自造的跷跷板拆置.（4）允许正在跷跷板战大天上采与带领步伐，然而没有得做用跷跷板里战大天仄坦.（5）电动车(含加正在车体上的其余拆置)形状尺寸确定为：少≤300mm，宽≤200mm.（6）仄稳的定义为A、B二端与大天的距离好d=∣d A-d B∣没有大于40mm.（7）所有路程约为1600mm减来车少.（8）尝试历程中没有允许人为统造电动车疏通.（9）基础央供（2）没有克没有及完毕时，不妨跳过，然而没有克没有及得分；收挥部分（1）没有克没有及完毕时，不妨间接从（2）项启初，然而是（1）项没有得分.四、评分尺度音导引系统(B题)【本科组】一、任务安排并创造一声音导引系统，示企图如图1所示.图中，AB与AC笔直，Ox是AB的中垂线，O'y 是AC的中垂线，W是Ox战O'y的接面.声音导引系统有一个可移动声源S，三个声音接支器A、B战C，声音接支器之间不妨有线对接.声音接支器能利用可移动声源战接支器之间的分歧距离，爆收一个可移动声源离Ox线（或者O'y线）的缺面旗号，并用无线办法将此缺面旗号传输至可移动声源，带领其疏通.可移动声源疏通的起初面必须正在Ox线左侧，位子不妨任性指定.二、央供1．基础央供（1）创造可移动的声源.可移动声源爆收的旗号为周期性音频脉冲旗号，如图2所示，声音旗号频次没有限，脉冲周期没有限.（2）可移动声源收出声音后启初疏通，到达Ox线并停止，那段疏通时间为响当令间，丈量响当令间，用下列公式估计出赞同的仄稳速度，央供仄稳速度大于 5cm/s.（3）可移动声源停止后的位子与Ox线之间的距离为定位缺面，定位缺面小于3cm.（4）可移动声源正在疏通历程中任性时刻超出Ox线左侧的距离小于5cm.（5）可移动声源到达Ox线后，必须有明隐的光战声指示.（6）功耗矮，性价比下.2．收挥部分（1）将可移动声源转背180度（可脚动安排收声器件目标），不妨沉复基础央供.（2）仄稳速度大于10cm/s.（3）定位缺面小于1cm.（4）可移动声源正在疏通历程中任性时刻超出Ox线左侧距离小于2cm.（5）正在完毕基础央供部分移动到Ox线上后，可移动声源正在本天停止5s～10s，而后利用接支器A战C，使可移动声源疏通到W面，到达W面以来，必须有明隐的光战声指示并停止，此时声源距离W的直线距离小于1cm.所有疏通历程的仄稳速度大于10cm/s.（6）其余.三、证明1. 本题必须采与组委会提供的电机统造ASSP芯片（型号MMC-1）真止可移动声源的疏通.2. 正在可移动声源二侧必须有明隐的定位标记线，标记线宽度0.3cm且笔直于大天.3. 缺面旗号传输采与的无线办法、频次没有限.4. 可移动声源的仄台形式没有限.5. 可移动声源启初运止的目标应战Ox线脆持笔直.6. 没有得依赖其余非声音导航办法.7. 移动历程中没有得人为对于系统施加做用.8. 接支器战声源之间没有得使用有线对接.四、评分尺度。