悬挂运动控制系统

以达 到根据 电机 的动作而使 悬挂物 体在设定 范围 内、 设定
时 间 内作 设 定 运 动 ， 以 电 机 以及 电机 驱 动 的 选 择 直 接 影 所 响控 制 系统 的性 能 。基 于此 ， 统 采 用 两 相 四线 步 进 电 机 系 对 悬 挂 物 体 的控 制 。与 传 统 的 电机 相 比 ， 相 四线 步 进 电 两 机 的 转 速 、 止 的 位 置 只 取 决 于 脉 冲 信 号 的 频 率 和 脉 冲 停
机对悬挂物体进行开环运动控制 。系统最大特 点在于其 软件设计 使用层 次化 、 模块 化设计方 法和控制 算法 ， 因
此 得 以简 化 和 快 速 开 发 。
关键词 － 步进 电机 ；Ｔ ８ Ｃ ８单 片 机 ； 机交 互 ； 法 ＳＣ ９５ 人 算 中图 分 类 号 ：Ｐ ７ Ｔ ２３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６— ７ ７ ２ １ ）７— ０ ９— ４ １０ ０ ０ （０ ０ ０ ０ ８ ０
运动控制是 自动化技术 的重要组 成部分 ， 机器人 等 是
高 技 术 领 域 的 技 术 基 础 ， 取 得 了 广 泛 的 工 程 应 用 。运 动 已
２ 模 块 设 计 及 工 作 原 理 卜
２ １ 电 机 及 电 机 驱 动模 块 ．
控制集成 了电子技术 、 电机 拖动 、 计算 机控制技 术等 内容 。 通过悬挂运动控制 的实 现可 以很 好 的了解 和掌 握运 动控
电机 驱 动 模 块 采 用 Ｌ ９ 动 芯 片 以及 ２７芯 片 ，２ ８ ２８驱 ９ Ｌ ９
驱动芯片是性 能优越 的小 型直 流 电机驱 动芯 片之 一。它 可被用来驱动两个直流 电机或者是一个步 进电机 。在 ４—
４ Ｖ 的 电 压 下 ， 以提 供 ２ 的 驱 动 电 流 。 Ｌ ９ ６ 可 Ａ ２ ８还 有 过 热 自动 关 断 功 能 ， 有 反 馈 电 流 检 测 功 能 ， 合 电 机 驱 动 的 并 符 需 要 ， 用 程 序 实 现 。 电机 驱 动 原 理 图如 图 ２所 示 。 专 ２ ２ 液 晶 显 示 和 键 盘 输 入 电路 ．
终 点 坐 标 或 圆 心 坐 标 ； 片 机 输 出 控 制 脉 冲 ， 过 驱 动 电 单 通
数， 而不受 负载 变化 的影 响 ， 即给 电机 加一个 脉冲信号 ， 电 机则转过一个步距角 。这一 线性关 系的存在 ， 加上 步进 电 机只有周期性 的误差 而无 累积 误差 等特 点 ， 在速 度 、 置 位 等控制领域用步进 电机来控制变 的非常的简单 。
ｘ ４，内置 ８９ ６ １２个 １ ６×１ 汉 字 ， 以显 示 ８× ６点 可 ４行 １ ６× １ 阵 汉 字 和 １８个 １ ８点 Ａ ＣＩ 符 集 。并 且 ， 有 ６点 ２ ６× ＳＩ字 还
低电压低功耗 等优点 。利 用该 模块 灵 活的接 口方 式和 简 单、 方便 的操作指令 ， 可构成全 中文人机交 互 图形 界面 ， 由 该模 块构成的液 晶显示方 案 与 同类 型 的图形 点 阵液晶显 示模 块相 比， 不论 硬 件 电路结 构 或显 示程 序都 要 简洁得 多 ， 该 模 块 的 价 格 也 略 低 于 相 同点 阵 的 图 形 液 晶 模 块 。 且
制 的 原 理 及 方 法 。 本 文 介 绍 的 悬 挂 运 动 控 制 系 统 主 要 实
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本 设 计 的重 点 在 于利 用 单 片 机 对 电机 的 驱 动 和 控 制 ，
现的功能是 ： 过手 动设 置参 数控 制 电机 ， 悬 挂物 体定 通 使 点运动 、 圆周运 动和循 迹运 动 等 ， 能 在运 动 的过程 中实 并 时 显 示 坐标 。
１ 系 统硬 件 设 计
悬 挂控 制系统以单片机 Ｓ Ｃ ９ ５ Ｔ ８ Ｃ ８为悬挂 运动控 制核 心， 电路包括 ： 电源转换 ， 片机最小 系统 ， 单 键盘 接 口， 显示 器接 口， 电机驱动 电路 ， 传感器 电路 。电路 设计 简单易懂 ， 单 片机 直 接 驱 动 键 盘 和 显 示 器 ， 盘 设 定 、 晶 显 示 运 动 键 液
第３ １卷
第 ７期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ０年 １ 蜀
【 自动化技术】
悬 挂 运 动 控 制 系统
李 小松 ， 马利业
（ 原科技大学 ， 原 太 太 ０ ０２ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 析 了 悬 挂 运 动 控 制 系 统 的 工 作 原 理 和 实 现 方 法 ， 设 计 了 相应 的控 制 系 统 。 该 系 统 由 Ｓ Ｃ ９ ５ 分 并 Ｔ ８ Ｃ ８单 片 机 控 制 ， 过 液 晶屏 和键 盘 与 操 作 人 交 互 ， 过 键 盘 输 入 坐 标 位 置 ， 实 时 显 示 坐 标 信 息 ， 通 过 Ｌ ９ 动 步进 电 通 通 并 并 ２ ８驱
图 １ 系统 的整 体
米 收 稿 日期 ：０ ０— — ８ ２ １ ０ ０ ４
作者简介 ： 李小松 （ ９８ ） 男 ， 士 ， １７ 一 ， 硕 主要从事控制理论与控制工程研究 。
四 川 兵 工 学 报
Ｖ
图 ２ 电机 驱 动 电路
键 盘输 入 电路 我 们 采用 的是 ４× ４矩 阵键 盘 电路 。１８４的控 制 原 理 图 和键 盘 输 入 电 路 如 图 ３和 图 ４所 示 。 ２６
路驱动两相 四线步 进 电机 ， 通过 程序 精确 计算 ， 现 了对 实 重物 的精确控 制 ， 可做 自行设 定 运动 ， 定 圆心 的圆周 运 设 动 。控制物体 按设 定 的任意 轨迹 运动 。系统 的整体 硬 件
框 图如 图 １ 示 。 所
液晶显示 电路采用 内部含有 国标一 级 、 级简体 中文 二 字库的 １８× ４点阵 图形液 晶显示模 块 ， ２ ６ 它具有 ４位／ ８位 并行 、 ２线或 ３ 串行多种 接 口方式 ， 线 其显 示分辨 率为 １８ ２