工业机器人设计--自动往返小车设计说明书

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自动往返小车控制程序的设计与调试实验

自动往返小车控制程序的设计与调试实验一、设计：1.确定硬件和电路连接：确定需要的传感器、执行器和控制器等硬件，并按照规定的电路连接方式进行连接。

2.初始化：在程序开始时，初始化相关变量和设备，例如设置传感器引脚的输入输出模式，设置执行器引脚的输出模式等。

3.传感器数据获取：程序中需要获取传感器的数据，例如红外避障传感器检测到有障碍物时，返回高电平信号。

4.控制算法：根据传感器数据和运动策略，确定小车的运动方式。

例如，如果红外传感器检测到有障碍物，小车需要停下或者改变方向避障。

5.执行器控制：根据控制算法确定小车的运动方式后，将控制信号发送给执行器，例如电机控制模块控制小车前进、后退、停止等。

6.循环控制：将步骤3-5进行循环执行，实现小车的自动往返运动。

7.结束：当需要结束程序时，释放资源，关闭设备等。

二、调试实验：进行自动往返小车控制程序的调试实验可以按照以下步骤进行：1.连接硬件：将传感器、执行器和控制器等硬件按照设计要求进行连接。

2.编写程序：根据设计的步骤，编写相应的控制程序，并进行初步测试。

3.调试传感器：分别测试各个传感器，确保传感器能够正常工作，并能够获取到正确的数据。

4.测试控制算法：根据传感器数据和运动策略，测试控制算法的准确性和可靠性。

例如，使用虚拟环境或模拟障碍物来模拟实际情况，检查小车是否能够正确地避障。

5.测试执行器控制：根据控制算法确定小车的运动方式后，测试执行器的控制功能是否正常。

例如，测试小车是否能够按照设定的方向、速度等参数进行正常运动。

6.整体调试：将步骤3-5进行整体调试，检查小车是否能够完成自动往返运动。

7.优化和修正：根据实际测试结果，对程序进行优化和修正。

例如，调整控制算法的参数、增加异常处理代码等。

8.最终测试：最终测试整个程序的功能和性能，确保小车能够稳定、可靠地完成自动往返运动。

通过以上的设计和调试实验，可以有效地实现自动往返小车的控制程序，并对其进行调试和优化，从而达到预期的效果。

plc小车自动往返毕业设计

plc小车自动往返毕业设计
PLC小车自动往返毕业设计可以按照以下步骤进行：
1. 确定设计要求：确定PLC小车自动往返的具体功能和要求，包括小车的移动方式、起止点、速度控制、停顿时间等。

2. 系统设计：设计整个系统的硬件部分，包括PLC控制器、
电机驱动、传感器以及其他必要的电路和接口。

3. 程序设计：编写PLC控制程序，实现小车自动往返的逻辑
控制，包括起动、停止、方向控制以及速度控制等。

4. 系统调试：将硬件部分和程序部分进行整合，测试系统的正常运行，调试可能出现的问题，确保系统稳定可靠。

5. 性能优化：通过调整程序和参数，对系统进行优化，提高小车的移动速度、精度和稳定性。

6. 结果评估：对设计的系统进行评估和测试，检查是否符合设计要求和预期效果，并进行必要的改进和调整。

7. 文档撰写：撰写毕业设计报告，详细记录设计的整个过程，包括设计原理、实施步骤、测试结果和分析等。

8. 学术交流：参加学术交流活动，向其他同行和专业人士展示设计成果，并从他们的反馈中得到进一步改进的建议。

以上步骤只是一个大致的指导，在具体实施过程中可能还会根据具体情况进行一些调整和改变。

同时，也需要注意安全问题，确保设计和实施过程中不会造成任何人身伤害或设备损坏。

自动往返电动小汽车设计

自动往返电动小汽车设计摘要智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。

一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。

本系统以SST系列单片机为核心控制模块，充分利用了自动检测技术、单片机最小系统、液晶显示模块电路，以及声光信号的控制、电机的驱动电路。

通过Keil C和PROTEUS的仿真，通过实践操作与调试，实现自动往返小车设计。

综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等。

使小车能在无人操作情况下，借助传感器识别路面环境，由单片机控制行进，实现初步的无人控制。

单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。

智能小车采用单片机为控制器核心，其集成度高、体积小、抗干扰能力强，具有独特的控制功能，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。

本设计以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和循线运动。

运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、定时、前进、后退、左转、右转、显示行驶速度、行驶路程、行驶时间等智能控制系统。

关键词：SST单片机，自动控制，电动小车， PWM调速，传感器THE DESIGN OF AUTOMATIC ELECTRIC CARSABSTRACTSmart cars, also called wheeled robots, is a kind of automobile electronic background, intelligent control, pattern recognition and sensing technology, electronic, computer, machinery and multidisciplinary science creative design. Generally consists mainly of path recognition, speed acquisition, angle control and speed control module.System design for the core of SST series microcontroller control module. Make full use of the automatic detection technology, MCU smallest system, LCD module circuit, the control of signal, and the motor drive circuit. Through the simulation Keil C and PROTEUS, practice and debugging, and the realization of automatic car design. Comprehensive use of microcontroller technology, automatic control theory, the detection technology, etc. That car in unattended operation circumstance, using sensor identify road environment. Travel by single-chip microcomputer control, the preliminary no control.MCU is well established for its flexible operations, small volume, light weight, less consumption, powerful functions, and low in price. This design based on singlechip, peripheral circuit, by using photoelectric detector signal detection and followed the movement. Using MCU to realize the automatic forward, backward, left, right, and display speed, driving distance, time of intelligent control system.The application of MCU is fundamentally changing the traditional control system design ideas and design method.KEY WORDS: SST microcontroller, automatic, PWM speed adjusting, sensor目录前言 (1)第1章绪论 (2)§1.1 设计背景 (2)§1.2 设计概述 (2)§1.3 设计任务和主要内容 (3)第2章系统方案论证与分析 (4)§2.1小车车体选择 (4)§2.2主控单片机 (5)§2.2.1采用凌阳16位单片机 (5)§2.2.2采用SST89E516RD单片机 (5)§2.3 电机模块 (6)§2.3.1 采用步进电机 (6)§2.3.2 采用直流电机 (6)§2.4 电机驱动调速模块 (6)§2.5 电源管理 (8)§2.5.1采用单电源供电 (8)§2.5.2采用双电源供电 (8)§2.6 路面黑线探测模块 (9)§2.6.1采用对射式红外光电传感器 (9)§2.6.2采用反射式红外光电传感器 (9)§2.7 测速及里程计量模块 (10)§2.7.1采用霍尔传感器 (10)§2.7.2采用U型红外光电传感器 (10)§2.8 计时模块 (11)§2.9 显示模块 (11)§2.9.1采用LED数码管 (11)§2.9.2采用LCD液晶显示 (11)第3章智能小车系统设计 (12)§3.1主控单片机功能设计 (12)§3.1.1 单片机硬件结构 (12)§3.1.2单片机引脚锁定 (13)§3.2电机驱动控制设计 (15)§3.3 PWM调速控制设计 (17)§3.4传感器设计 (20)§3.4.1 黑线检测传感器设计 (20)§3.4.2 测速、里程计量传感器设计 (25)§3.5液晶显示功能设计 (28)第4章128×64液晶功能分析............................................. 错误!未定义书签。

自动往返电动小汽车(毕业设计)

一. 毕业实践任务书无锡职业技术学院毕业实践任务书课题名称：自动往返电动小汽车指导教师：XXXXXXX 职称：讲师指导教师：职称：专业名称：XXXXXXXX 班组：XXXXXX学生姓名：XXXXXXX 学号：05一. 课题需要完成的任务：设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。

允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。

图1跑道顶视图跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。

在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。

设计要求1、车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。

往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。

2. 达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。

D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。

二. 课题计划：2006.3.3~2006.3.6 熟悉课题，可行性方案分析及方案论述。

2006.3.7~2006.3.19 查阅资料，设计各部分硬件。

2006.3.19~2006.4.10 画原理图，印刷线路板。

2006.4.10~2006.4.20 编写程序验证部分硬件。

2006.4.21~2006.4.25 写出毕业论文。

计划答辩时间：4.21-4.28XXXXX 系（部、分院）2006年02年18日二.外文翻译VIDEOCASSETTEBefore the videocassette recorder there was the movie projector and screen. Perhaps you remember your fifth-grade teacher pulling down a screen—or Dad hanging a sheet on the wall, ready to show visiting friends the enthralling account of your summer vacation at the shore. Just as the film got started, the projector bulb often blew out.Those days did have one advantage, though: the screen was light, paper-thin and could be rolled into a portable tube. Compare that with bulky television and computer screens, and the projector screen invokes more than just nostalgia. Could yesterday's convenience be married to today's technology?The answer is yes, thanks to organic light-emitting materials that promise to make electronic viewing more convenient and ubiquitous. Used in displays, the organic materials are brighter, consume less energy and are easier to manufacture (thus potentially cheaper) than current options based on liquid crystals. Because organic light-emitting diodes (OLEDs) emit light, they consume significantly less power, especially in small sizes, than common liquid-crystal displays (LCDs), which require backlighting. OLEDs also offer several exciting advantages over common LEDs: the materials do not need to be crystalline (that is, composed of a precisely repeating pattern of planes of atoms), so they are easier to make; they are applied in thin layers for a slimmer profile; and different materials (for different colors) can be patterned on a given substrate to make high-resolution images. The substrates may be inexpensive glass or flexible plastic or even metal foil.In the coming years, large-screen televisions and computer monitors could roll up for storage. A soldier might unfurl a sheet of plastic showing a real-time situation map. Smaller displays could be wrapped around a person's forearm or incorporated into clothing. Used in lighting fixtures, the panels could curl around an architectural column or lie almost wallpaperlike against a wall or ceiling.LEDs currently have longer lifetimes than organic emitters, and itwill be tough to beat the widespread LED for use in indicator lamps. But OLEDs are already demonstrating their potential for displays. Their screens put out more than 100 candelas per square meter (about the luminance of a notebook screen) and last tens of thousands of hours (several years of regular use) before they dim to half their original radiance.Close to 100 companies are developing applications for the technology, focusing on small, low-power displays [see box on page 80]. Initial products include a nonflexible 2.2-inch (diagonal) display for digital cameras and cellular phones made jointly by Kodak and Sanyo, introduced in 2002, and a 15-inch prototype computer monitor produced by the same collaborative venture. The global market for organic display devices was about $219 million in 2003 and is projected to jump to $3.1 billion by 2009, according to Kimberly Allen of iSuppli/Stanford Resources, a market-research firm specializing in displays.一、What LED to OLEDCRYSTALLINE semiconductors—the forerunners of OLEDs—trace their roots back to the development of the transistor in 1947, and visible-light LEDs were invented in 1962 by Nick Holonyak, Jr. They were first used commercially as tiny sources of red light in calculators and watches and soon after also appeared as durable indicator lights of red, green or yellow. (When suitably constructed, LEDs form lasers, which have spawned the optical-fiber revolution, as well as optical data storage on compact discs and digital video discs.) Since the advent of the blue LED in the 1990s [see “Blue Chip,” by Glenn Zorpette; Scientific American, August 2000], full-color, large-screen television displays made from hundreds of thousands of LED chips have appeared in spectacular fashion on skyscrapers and in arenas [see “In Pursuit of the Ultimate Lamp,” by M. George Crawford, Nick Holonyak, Jr., and Frederick A. Kish, Jr.; Scientific American, February 2001]. Yet the smaller sizes used in devices such as PDAs (personal digital assistants) and laptops are not as practical.LEDs and OLEDs are made from layers of semiconductors—materials whose electrical performance is midway between an excellent conductorsuch as copper and an insulator such as rubber. Semiconducting materials, such as silicon, have a small energy gap between electrons that are bound and those that are free to move around and conduct electricity. Given sufficient energy in the form of an applied voltage, electrons can “jump” the gap a nd begin moving, constituting an electrical charge. A semiconductor can be made conductive by doping it; if the atoms added to a layer have a smaller number of electrons than the atoms they replace, electrons have effectively been removed, leaving positively charged “holes” and making the material “p-type.” Alternatively, a layer that is doped so that it has an excess of negatively charged electrons becomes “n-type” [see box on opposite page]. When an electron is added to a p-type material, it may encounter a hole and drop into the lower band, giving up an amount of energy (equal to the energy gap) as a photon of light. The wavelength depends on the energy gap of the emitting material.For the production of visible light, organic materials should have an energy gap between their lower and higher conduction bands in a relatively small range, about two to three electron volts. (One electron volt is defined as the kinetic energy gained by an electron when it is accelerated by a potential difference of one volt. A photon with one electron volt of energy corresponds to the infrared wavelength of 1,240 nanometers, and a photon of two electron volts has a wavelength half as much—620 nanometers—a reddish color.)二、A Surprising GlowORGANIC semiconductors are formed as aggregates of molecules that are, in the technologies being pursued, amorphous—a solid material, but one that is noncrystalline and without a definite order. There are two general types of organic light emitters, distinguished by “small” and “large” molecule sizes. The first practical p-n-type organic LED, based on small molecules, was invented in 1987 by Ching W. Tang and Steven A. Van Slyke of Eastman Kodak, after Tang noticed a surprising green glow coming from an organic solar cell he was working on. The duo recognized that by using two organic materials, one a good conductor of holes and the other a good conductor of electrons, they could ensure that photon emission would take place near the contact area, or junction, of the two materials, as in acrystalline LED. They also needed a material that held its electrons tightly, meaning that it would be easy to inject holes. For the light to escape, one of the contacts must be transparent, and the scientists benefited from the fortunate fact that the most widely used transparent conducting material, indium tin oxide, bound its electrons suitably for p-type contact material.The structure they came up with has not changed much over the years and is often called “Kodak-type,” because Kodak had the basic patent [see box on opposite page]. Beginning with a glass substrate, different materials are deposited layer by layer. This process is accomplished by evaporating the constituent materials and letting them condense on the substrate. The total thickness of the organic layers is only 100 to 150 nanometers, much thinner than that of a conventional LED (which is at least microns in thickness) and less than 1 percent of the thickness of a human hair. Because the molecules of the materials used are relatively lightweight—even lighter than a small protein—the Kodak-type OLEDs are referred to as “small molecule” OLEDs.After their initial insight, Tang and Van Slyke tinkered with the design to increase efficiency. They added a small amount of the fluorescent dye coumarin to the emitter material tris (8-hydroxy-quinoline) aluminum. The energy released by the recombination of holes and electrons was transferred to the dye, which emitted light with greatly increased efficiency. Deposition of additional thin layers of indium tin oxide and other compounds next to the electrodes altered the interaction of the thicker layers and also improved the efficiency of the injection of holes and electrons, thereby further upping the overall power efficiency of the fluorescent OLED.Organic LEDs of this small-molecule type are used to make red, green and blue light, with green light having the highest efficiency. Such green-emitting OLEDs can exhibit luminous efficiencies of 10 to 15 candelas per ampere—about as efficient as commercial LEDs today—and seven to 10 lumens per watt, values that are comparable to those for common incandescent lamps.录像机在卡匣式录像机出来之前，我们用的是电影放映机与屏幕。

89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文

89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文1.设计任务：设计并制作了一个自动往返小汽车，其行驶路线满足所需的要求。

1.1要求：1.1.1基本要求：（1）分区控制：如（图1）所示：（图1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。

在第一个路程C~D区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于8。

1.1.2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。

（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。

（3）其它特色与创新。

2.方案设计：根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图2）所示：555定时器控速模块路面检测测速模块AT89S51LCD显示模块(图2)2.1路面检测模块：路面黑线检测模块采用反射式红外发射--接收器,在车底的前部和中部安装了两个反射式红外传感器.2.2LCD显示模块：采用1602LCD，由单片机的总线模式连接。

为节约电源电量并且不影响LCD的功能，LCD的背光用单片机进行控制，使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮，因为我们不必看其显示；在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。

2.3测速模块：采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。

霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对外围电路要求2简单，使用寿命长，价格低廉等特点，电源要求不高，安装也较为方便。

霍尔开关只对一定强度的磁场起作用，抗干扰能力强，因此可以在车轮上安装小磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。

其原理图接线如（图3）所示：（图3）2.4控速模块：采用由双极性管组成的H桥电路。

用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。

小车往返运动控制设计

1.总体要求：对每一课题必须绘制运行工序图，设计的PLC控制系统包括：PLC I/O分配、控制线路图设计、梯形图设计；将设计的PLC程序利用手持式编程器送入PLC 并调试通过，符合课题提出的控制要求后，提交现场验收。

实验报告书在提交上述内容的基础上，还要讨论调试心得。

2.实验课题课题一：小车往返运动控制小车往返运动情况参如图1。

SQ2SQ3SQ1图 1初态：小车启动前位于导轨的中部（如图1中位置），运行要求如下：1）按启动按钮SB1，小车前进，到SQ1处后小车后退；2）小车后退至SQ2处停车，延时5S后第二次前进，到SQ3处后再次后退；3）后退至SQ2处停车。

要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。

流程图：电气控制线接线图：梯形图：指令表：LD X1 LD X3 LD X4 LD X5OR Y0 OR Y1 OR M0 OR M1OR T0 OR X5 MPS ANI X1LDI X3 ANI X4 OUT T0 OUT M1OR M0 ANI Y0 K50 ENDANB OUT Y1 MPPANI X5 ANI X1ANI M1 OUT M0ANI Y1OUT Y0课题二：三台电机顺序控制三台电机顺序控制要求如下：M1运行10S 后停止，M2自行启动；M2运行5S 后停止，M3自行启动；M3运行5S后停止，M1重新自行启动运行，如此反复三次后所有电机停止运行。

要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。

流程图：电气控制线路图：接线图：梯形图：指令表：LD M8002 LD T0 LD T1 RST C0 OR Y1 OR Y2 LD X1 MPS MPSRST C0 OUT T1 OUT T2 LD X1 K50 K50 OR T2 MPP MPPOR Y0 ANI T1 ANI T2 MPS OUT Y1 OUT Y2 OUT T0 LD T2 K100 OUT C0 MPP K3ANI C0 ENDANI T0 OUT Y0课题三：小车装卸料控制小车装卸料过程情况参图2。

自动往返电动小汽车设计

自动往返电动小汽车余密刘勇尹佳喜华中科技大学电工电子创新中心（武汉430074）摘要：本设计以凌阳16位单片机SPCE061A为核心，通过高灵敏度红外光电传感器检测路面上的黑线，并进行计数，从而控制不同路段的速度，以红外对管检测车轮转动周数，根据车轮周长计算出速度及小车行驶路程。

单片机对高灵敏度红外光电传感器检测得到的路面信息进行处理后产生PWM输出，从而控制小车前轮与后轮电机转速，也就控制了小车的速度。

到达终点后，电机端电压反向，则小车行驶方向反向，小车由原路倒退返回。

红外对管检测到的小车车速及行驶路程信息经单片机计算处理后由液晶显示。

关键字：PWM 光电传感器检测调速一方案论证与选择1 电机调速模块电机调速主要是控制小车的速度与行驶方向。

通过对前轮电机转速的控制可控制小车的行驶方向，对小车的行驶速度的控制通过对其后轮转速的控制实现。

此模块为本设计的核心部分。

（1）电机调速方案方案一：电枢回路串电阻调速。

如II-1-1所示，通过单片机控制继电器，这样可以控制接入电枢回路电阻的大小，从而实现串电阻调速。

此方案只能分级调速，而且，串入电阻造成能量损耗，而本设计采用电池供电，显然，需要节能的调速系统，故此方案不能达到要求。

图III-1-1 电机电枢回路串电阻调速电路图方案二：电枢回路串电感调速。

原理图与方案一相同，将电阻换为电感，这样可以减小能耗，但由于电感消耗无功功率，造成电源污染，故不能采用此方案。

方案三：采用弱磁调速，即改变电机气隙磁通。

此方案可以连续调速，而且，能耗小，可由额定转速向高速方向调节，也可由额定转速向低速方向调节。

但由于小车电机不为他励直流电机，故很难改变磁通大小，方案难以实现。

方案四：采用改变端电压调速。

根据直流电机机械特性方程n=U a/k eФ+(R a+R j)T/k e k TФ2=n0-βT Tn——电机转速；n0——电机空载转速；k e、k T——电机结构参数所确定的电机电势常数、转矩常数；Ф——气隙磁通；U a——电动机电枢电压；R a、R j——电机电枢电阻及串入电阻；T——负载转矩；βT——机械特性曲线斜率；由上述直流电动机机械特性知，改变电枢端电压，可以连续改变电动机转速。

往返小车设计实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解往返小车的基本原理和设计方法。

2. 掌握电路设计、机械结构和编程技巧。

3. 通过实验，提高动手能力和创新意识。

二、实验原理往返小车是一种简单的自动化小车，它能够在特定轨道上自动往返运动。

实验中，小车通过传感器检测轨道上的黑线，根据黑线的位置控制电机的转动，实现往返运动。

三、实验器材1. 小车底盘1个2. 电机2个3. 电池盒1个4. 电池1套5. 传感器2个6. 线路板1块7. 绝缘胶带1卷8. 黑色线条纸1卷9. 编程器1个10. 编程软件1套四、实验步骤1. 准备工作（1）将电池盒与电池连接，确保电池充满电。

（2）将电机与电池盒连接，确保电机转动正常。

（3）将传感器固定在小车底盘上，确保传感器能够准确检测黑线。

2. 电路设计（1）将线路板放置在小车底盘上，确保线路板与传感器、电机连接良好。

（2）将传感器输出端连接到线路板，将电机输出端连接到线路板。

（3）将线路板与电池盒连接，确保电路连接无误。

3. 编程（1）打开编程软件，创建一个新的项目。

（2）在项目中添加电机控制模块，设置电机转动速度和方向。

（3）添加传感器检测模块，设置传感器检测黑线的阈值。

（4）编写程序，使小车在检测到黑线时停止，等待一段时间后反向行驶。

4. 调试与优化（1）将编写好的程序下载到小车中。

（2）观察小车运行情况，调整传感器位置和编程参数，确保小车能够准确往返运动。

（3）优化程序，提高小车运行稳定性和速度。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功设计了一台往返小车，小车能够在黑线上准确往返运动。

2. 实验分析（1）传感器检测黑线的准确性对小车往返运动至关重要。

在实验过程中，通过调整传感器位置和编程参数，提高了小车检测黑线的准确性。

（2）电机转动速度和方向对小车往返运动也有较大影响。

通过调整电机参数，使小车在往返过程中保持稳定运行。

（3）编程技巧对小车往返运动有重要意义。

通过优化程序，提高了小车运行稳定性和速度。

自动往返小车控制程序的设计

实验五自动往返小车控制程序的设计
一、实验目的
1、学会熟练使用PLC解决生产实际问题。

二、实验设备
1、FX2N PLC实验平台 1 台
2、微型计算机 1 台
3、编程电缆1根
4、连接导线若干
三、实验内容
如图所示，要求小车的运行如下：
假设小车初始状态为：底门关闭（Y003断开）且位于最后端位置（后限位开关X002接通）；
启动按钮X000接通，小车向前运动（Y000接通）并且停止在最前端位置（Y000断开,前限位开关X001接通）；
同时，漏斗翻门打开（Y001接通），货物通过漏斗卸下。

7s后自动关闭漏斗翻门（Y001断开）；
同时，小车向后运动（Y002接通）至后限位开关位置停止（Y002断开，后限位开关X002接通）；
同时，小车底门打开（Y003接通），将小车中货物取下；5s后自动关闭小车底门（Y003断开）。

小车运动顺序控制状态转移图如下：。

自动往返电动小汽车的设计

（!）速度控制 "#$ 调制器原理如图 %（ &） ’ 当开关接通时，电源 ( 加到电机上；当开关断开时，电源与电机断开，电机两端的电压近似为零 ’ 如此反复循环，电机两端的电压波形如图 %（ )）所示 ’ 好象是电源电压 ( 在一段时间（ * + ,-.）内被斩断后形成的，故称斩断器 ’ 电机得到的平均电压为 /0 1 ,-. ( 2 * 1! ( 式中， * 为开关元件的开关周期； ,-.为开关元件开通时间； !1 ,-. 2 * 为开关占空比 ’ 这种在开关元件频率不变的条件下，通过改变开关的导通时间来控制平均输出电压大小的方法称为脉冲宽度调制（ "#$） ’ 在此设计中采用脉宽调制（ "#$）的方式控制电机，直流电机的转速 /0 由驱动脉冲的宽度决定： 7 /0 1 3 4 /5&6 1 4 /5&6 式中 3 1 , 2 * 称为占空比， 7 为脉宽长度， /5&6 为电机的最高速度 ’ 3 越大 /0 899 就越高；反之则反 ’ 直流电机的调速过程是，让它启动一段时间，然后切断电源，电机因惯性而降速转动，当转速降到一定限度时，电源再次接通，电机因此再加速 ’ 不断的给电枢两端送入脉冲电压就可以使电动机转速控制在指定的速度范围内 ’
表$ #$%$ & & $ $
#$%$ 、#$%& 信号与电机正转、反转的关系表 #$%& & $ & $ 电机状态停止正转反转禁止
"%(
显示模块［$］由单片机 -!.+/," 、 0123$."4+、4 个共阴极的高亮数码管构成 % 电路及外围电路如图 4% 05!67."4+ 芯片是一种通用的可编程的键盘显示接口芯片，在本设计中只使用其显示功能，单个芯片就能实现 768 的动态显示控制 % 01239."4+ 直接和单片机 -!.+/," 的接口，可由单片机精确控制，自动显示往返时间和行驶距离 % 七位数码管中前三个数码管显示的是时间（ :），后四个数码管显示的是行驶距离（ ;<） %

实训一、小车自动往返

实训一、小车自动往返
一、实训目的
1、熟悉常用指令的功能和使用方法。

2、初步掌握根据控制要求编制、调试程序的基本方法。

3、用PLC构成系统自动送料装车系统。

二、实训设备
FP1-C24或以上机型1台计算机1台
实验开关板连接导线一套。

三、实训内容
图1 小车自动往返工况示意图
1、控制要求：小车一个工作周期的动作要求如下：
(1)按下启动按钮SB，小车电机正转，小车第一次前进，碰到限位开关SQ1后小车电机反转，小车后退。

(2)小车后退碰到限位开关SQ2后，小车电机M停转。

停5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3，
再次后退。

(3)第二次后退碰到限位开关SQ2时，小车停止。

2、I/O接线
图2 I/O接线图
3、按梯形图输入程序。

4、调试并运行程序。

四、实训报告要求
1、写出调试好程序（梯形图、指令表及注释）
2、程序编制、调试中出现的问题及分析、处理方法。

图3 小车往返控制方案一梯形图
图4 小车往返控制方案二梯形图。

自动往返小车设计

题目自动往返小车设计目录自动往返小车设计一、方案的选择与论证根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图 1所示。

图 1对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案:1. 电动机驱动调速模块方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。

但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。

更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而且实现很困难。

方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。

这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。

方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。

这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调速技术。

基于上述理论分析，拟选择方案三。

2. 路面黑线探测模块探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否到达黑线。

方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。

这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。

方案二:不调制的反射式红外发射-接收器。

由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰;但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在1OM左右，仍然容易受到干扰。

方案三:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。

考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰;另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大(50-100mA)，这样也大大提高了信噪比。

3.自动往返小车设计

3、教师点评各组团队合作表现与成果质量，并评定各组成绩等级。
备注：学生任务评价指标体系
任务评价指标（100分）
自评等级
互评等级
教师等级
查阅资料能力（10分）
语言文字能力（5分）
团队合作精神（5分）
理论设计能力（20分）
实践技能技巧（5分）
故障排除能力（10分）
独立工作能力（10分）
独特创新能力（10分）
任务4:基于MCGS的自动往返小车设计
专业
测控技术
课程名称
电气控制及PLC应用
教学任务
基于MCGS自动往返小车设计
地点
实验室308
教学对象
测控1441
课时
8学时
一、任务布置
内容：
在组态软件MCGS环境下的自动往返小车电路设计。
要求：
1. PLC系统设计：
1.1硬件电路：设计自动往返小车的电路原理图；
（2）小车无论在何处，上电时自动返回A点。
（3）拓展：B点停留6S卸料改为计数5次后自动返回。
2.MCGS组态设计：
2.1运用MCGS完成小车动画设计；
2.2编写脚本程序控制小车自动往返；
3.系统调试：
4.1完成自动往返小车系统整机调试，测试系统指标和功能。
目的：1、掌握可编程控制器硬件应用原理图设计。
2、掌握PLC和MCGS软件编程基本方法和技巧。
3、掌握外部输入和输出继电器、内部控制继电器和定时器的使用方法。
4、熟练掌握STEP7和MCGS的编程环境和使用方法。
5、掌握MCGS环境下PLC应用电路设计流程和系统硬件软件调试方法。
二、任务实施
1、教师向学生介绍抢答器控制电路的工作原理。

小车往复运动PLC自动控制说明书概要

可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，它是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC。

随着技术的发展，其控制功能不断增强，可编程程序控制器还可以进行算术运算，模拟量控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字，模拟的输入、输出控制各种类型的机械生产过程。

长期以来，PLC及其网络控制系统始终战斗在工业自动化控制行业的主战场，其提供的安全和完善的解决方案，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，在电力、冶金、化工、机械等行业发挥了重大作用，被公认为现代工业自动化三大支柱之一。

PLC广泛用于自动化生产线上，有些生产机械工作台需要按一定顺序实现自动往返运动，有还要求某些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。

用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制，具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点，程序设计方法多样，便于不同层次设计人员理解和掌握。

此次的课程设计我们设计的是小车往复运动PLC自动控制。

用型号为西门子公司S7系列的S7-300的PLC实现小车在运输过程中装料、卸料的往复运动过程。

通过I/O地址的分配，实现PLC与控制路线的接口连接。

关键词：可编程控制器（PLC）小车往复运动 S7系列S7-300第一章方案概述 (3)1.1 小车往复运动PLC自动控制设计 (3)1.2 往复运动的实现要求 (3)1.3 设计系统要求 (3)第二章原理控制线路图 (5)2.2 PLC I/O接线原理图 (6)2.3 顺序功能图 (7)2.4控制程序梯形图 (8)第三章系统仿真与运行 (12)3.1 组态 (12)3.2 调用函数 (13)3.3完成仿真 (13)结束语 (14)参考文献 (15)附录 (16)第一章方案概述该方案的目的是实现运料小车的往复运动，在运送过程中，根据站点的不同进行往复，是按照顺序进行运送的设计，并通过对电机的控制实现一定的循环。

《自动往返小车》课件

护成本。
多功能化
未来的自动往返小车将具备更多的功能，如携带多种传感器、执行器等，能够完成更复杂的任务和适应更广泛的应用场景。
可持续性
未来的自动往返小车将更加注重环保和可持续性，采用更加节能和环保的技术和材料，降低能源消耗和排放。
技术挑战与前景
技术挑战
目前自动往返小车在自主导航、避障、路径规划等方面仍存在一定的技术挑战，需要不断研究和改进。
控制方式
自动往返小车的控制方式通常采用无线遥控器或手机APP进行远程控制，也可以通过预设的程序实现自动控制。
02
电路设计
电源电路
01
02
03
电源电路概述
电源电路是整个小车系统的能源供应中心，负责提供稳定、可靠的电能。
电源选择
选择适当的电源，如可充电电池或干电池，以满足小车的能量需求。
开发环境
PyCharm
硬件设备
Raspberry Pi
控制算法设计
运动控制算法：PID 控制器
避障算法：超声波传感器+模糊逻辑控制
路径规划算法：A*算法
代码实现与调试
代码实现
使用Python编写控制程序，实现小车的自动往返、路径规划、避障等功能。
调试过程
通过模拟仿真和实际硬件测试，不断调整参数和优化代码，确保小车的稳定性和可靠性。
可靠性优化
加强小车的稳定性和可靠性，通过多种措施减少故障和异常情况的发生概率。
05
应用与展望
实际应用场景
物流配送
工厂自动化
自动往返小车可用于快递、包裹等物品的配送，提高配送效率，降低人工成本。
在生产线、仓库等场景中，自动往返小车可承担物料运输、装配等任务，提高生产效率。

工业机器人设计自动往返小车设计说明书样本

（1）传动齿轮安装精度有误差，导致齿轮啮合处间隙过大，产生振动；
（2）齿轮之间缺少润滑。
解决方案：
（1）调节齿轮中心距，使其重叠度等（大）于1，避免齿面互相撞击；
（2）在齿轮啮合处用了粘度高润滑油。
5.2小车活塞式开关反映不敏捷
问题体现：在试车过程中有时导杆撞到障碍物但活塞式开关动触点并没有移动，或位移量很小，无法与静触点接触导电。【5】齿轮（百科）【6】电机（百科）
【7】玩具四驱车（搜搜百科）
4.2安装直流电机
把两根铜芯细软导线与3V直流小电机接线端子用电烙铁焊接，焊接完毕后用厚双面胶把电机粘贴在塑胶底板上，粘贴牢固与齿轮变速箱啮合。
4.3焊接与安装电源
把四节1.5V电池两两正负极用电烙铁焊接构成两个供电电源，为电机提供极性相反电能，并用双面胶把其粘贴进电池卡槽内。
图-5电源安装图
4.4制作与安装活塞式开关
第3章制作准备
3.1工具准备
制作工具重要有：螺丝刀、电烙铁、焊锡、松香、剪刀、双面胶、小刀、打火机等。
图-3工具
3.2材料准备
制作材料重要有：3V直流电机1个、1.5V电池4枚、导线数条、注射器3支、自行车轮辐条1根等。
图-4选用材料
第4章制作自动来回小车
4.1制作小车底板
小车底板可选用材质强度高质地轻塑胶板，可以直接购买玩具小车拆卸其底板。
工业机器人设计（论文）
题目：自动来回小车
姓名：
学号：
班级：
平顶山工业职业技术学院
年月日
第1章电动小车改进方案
1.1设计思想来源
现实中有诸多电机驱动玩具小车接通电源后只能迅速向前运营，当期遇到障碍物时却不能回倒，进行反向运营。因而若想让小车可以在撞到前方障碍物时可以返回，必要对其控制系统进行改进。

自动往返行驶小汽车的设计

自动往返行驶小汽车的设计本设计的小汔车能在如图8-1 所示的跑道上自动往返行驶，车子从起跑线出发后到达终点线停车10 秒钟，然后返回到起点停止。

在限速区行驶时间要求大于8 秒，终点线停车与最后停车时要求车子中心点与黑线的误差尽量小。

车子能自动记录时间及里程并在车上显示。

跑道宽为0.5 米，两侧挡板高度大于0.2 米，跑道表面贴有白纸，在B、C、D、E、F、G 处画有2cm 宽的黑线。

A B C D E F G终点线起跑线图8-1 跑道顶视图1系统硬件电路的设计控制系统设计采用AT89C52单片机。

显示系统采用三位LED数码管显示里程数，四位LED数码管显示一次往返的时间。

电机正反转采用桥式驱动控制，二档电压调速。

里程记录采用霍尔传感器，跑道标志线采用光敏管检测并使用软件整形消抖措施。

使用四个靠轮解决小汽车与挡板的碰擦问题，单片机、电机独立稳压电源供电。

（1）电机驱动电路采用两对互补三极管，利用单片机16、17脚电位的高低去控制三极管的截止和导通状态，从而实现小汽车驱动马达的正反转功能。

为了防止马达转动时对单片机的干扰影响，提高单片机的稳定性，在马达的两端加了抗干扰电容。

（2）电压调速电路电机驱动电压由AT89C52单片机的P1.7和P1.6 分别控制。

当P1.7为0，P1.6 为1时，电机驱动电压为+7.5v，小车进入高速行驶状态；当P1.7为1，P1.6 为0时，电机驱动电压为+4.3v，小车进入低速行驶状态。

当P1.0 为高电位时，马达供电三极管D880截止，关闭马达电源实现停车功能；当P1.0为0时，D880输出电机驱动电压，小车按单片机的指令执行各种功能。

（3）传感脉冲检测电路由霍尔元件里程检测、跑道标志光电管检测两部分组成，电路图如下图。

用于里程累计的脉冲信号由霍尔元件检测。

此装置安装在后左轮，车轮每转一周就由霍尔元件产生一个低电平脉冲，单片机外部中断1产生中断，从而使里程脉冲数累计一次，根据本小车轮子的周长，每转6周为1米，所以每累计6个脉冲就是1米。