悬挂运动控制系统的设计
浅析汽车底盘主动悬架控制方法
浅析汽车底盘主动悬架控制方法随着汽车技术的不断发展，汽车底盘主动悬架系统已经逐渐成为了一种常见的装备。
这种系统可以根据车辆当前的驾驶状态和路况来主动调节悬架硬度，提升行车舒适性和稳定性。
在本文中，我们将对汽车底盘主动悬架控制方法进行一个浅析。
一、主动悬架原理主动悬架是指车辆悬挂系统具备主动调节功能，通过传感器感知车身运动状态，再根据实时数据调节悬架系统的工作参数，实现对车身姿态和路面适应性的主动调节。
主动悬架主要包括主动减振和主动悬架控制两部分。
主动减振通过控制减振器的阻尼力来调节车辆的悬挂硬度；主动悬架控制则通过控制空气悬挂元件或电磁阻尼器来实现对车辆悬挂的主动调节。
二、主动悬架控制方法1. 传统悬架控制传统的悬架系统主要通过设置不同的弹簧和减振器来实现对车辆悬挂系统的调节。
这种悬架系统在工作过程中需要依靠车辆的行驶速度和路面情况来进行调节，无法实现主动的悬架控制。
因此在高速行驶和复杂路况下，传统悬架系统的性能会受到一定的限制。
主动悬架控制方法则是通过悬架系统内置的传感器和控制单元，实时感知车辆的运动状态和路面情况，并根据这些数据来主动调节悬架系统的工作参数。
目前主动悬架系统主要采用以下几种控制方法：（1）电子控制电子控制是主动悬架系统的核心技术之一，通过悬挂系统内置的控制单元收集和处理来自传感器的数据，并根据预设的悬架调节算法来控制悬挂系统的工作状态。
在电子控制技术的支持下，主动悬架系统可以根据车辆当前的行驶状态和路况主动调节悬架硬度，提升行车舒适性和稳定性。
（2）气动控制为了实现对悬架系统的精准控制，主动悬架系统还需要配备一套高效的控制算法。
主动悬架控制算法的设计主要考虑以下几点：姿态控制是主动悬架系统的重要功能之一，通过感知车辆的侧倾角和纵向加速度来调节悬架系统的工作状态，提升车辆的稳定性和操控性。
（2）路面适应（3）悬挂硬度调节主动悬架系统在汽车领域具有广泛的应用前景，目前已经成为了豪华车和高端车型的标配。
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
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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 [ 100b)的板上运动。固定两滑轮, 两个步进电 机 (固定在板上 ) 通过穿过滑轮的吊绳控制 ) 物体 (滑块 )在板上运 动, 运动范围为 80 cm @100 cm。 物体 (滑块 )上固定有浅色画笔, 以便运动时能在板 上画出圆的运动轨迹。悬挂运动控制系统本质上是 一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, TMS320LF2407A 是一款 16位的微处理器, 运算速度 快, 25 ns的单指令周期为实时控制系统提供了良好 的硬件基础。基于 C语言的软件编程为实现复杂的 位置计算算法提供了良好的软件基础。
中图分类号: TM 38316
基于 DSP的步进电动机悬挂运动控制系统实现 姬宣德
文献标志码: A
文章 编号: 100126848( 2008) 1220079202
基于 DSP的步进电动机悬挂运动控制系统实现
姬宣德
( 洛阳理工学院 自动化系, 洛阳 471003)
摘 要: 以 DSP 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 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; DSP; 点对点逼近; 运动控制; 实验
# 79#
微电机
(功率驱动芯片 )和步进电机组成; 硬件构成为图 2 所示。数码显示用于显示物体 (滑块 )的当前位置。 键盘用于给定位置。 SN74C04N (电压 转换芯片 ), 用于把 DSP 控制器输出的 313 V 电压转换成 510 V 电压。电压转换芯片的引脚 A1、 A2、 A3、A4 为输 入信号, Y1、 Y2、 Y3、 Y4 为输 出信 号。 A1、 A2、 A3、 A4 与 DSP 芯片的输出引脚 P0、 P1、 P2、 P3 相 连, Y1、 Y2、 Y3、 Y4 分别 与功率 驱动 芯片 的 1、 2、 3、 4引脚 相连, 作为 输出信号。 ULN2803 (功 率驱动芯片 )用于放大 DSP 的输出信号以驱动步进 电机。功率驱动芯片是将输入 5 V 电 压转换为 12 V 电压输出, 以驱动步进电机。步进电机作为执行 机构, 拖动物体 (滑块 )运动。
主动式悬挂系统设计及其在汽车操控性能中的研究
主动式悬挂系统设计及其在汽车操控性能中的研究引言汽车行驶时的悬挂系统是影响汽车操控性能的关键因素之一，其直接影响车辆行驶的平稳性、舒适性、安全性和操控性等方面。
传统的悬挂系统通常采用被动式悬挂结构，但随着汽车工业的不断发展和技术的进步，主动式悬挂系统逐渐成为汽车行业的一个热点研究课题。
本文将介绍主动式悬挂系统的设计原理和其在汽车操控性能中的重要作用，为读者对该领域有更深入的了解和认识提供参考。
主动式悬挂系统的设计原理传统的被动式悬挂系统通过减震器、弹簧和悬架等结构组成，在汽车行驶过程中承受车辆的冲击和震动，以达到保持车身稳定和悬挂系统对路面的适应性。
而主动式悬挂系统则采用先进的电控技术，通过检测车辆的运动状态和路面反馈信息，控制悬挂系统的行为来对路面的反应进行自适应调整，以改善车辆的行驶稳定性、舒适性和安全性。
主动式悬挂系统主要由以下几个关键部分组成：1. 悬挂系统传感器：用于检测车辆运动状态以及路面反馈信息。
2. 控制单元：负责接收传感器信号、开展计算和控制悬挂系统的行为。
3. 调节阀或执行机构：用于调整悬挂系统的行为。
主动式悬挂系统的调节方式通常分为两种：1. 电控调节：通过电控技术调整悬挂系统的行为，包括硬度、反弹和压缩等方面。
2. 液压调节：通常采用阀门或执行机构，通过调整油路来控制减震器的行为。
主动式悬挂系统在汽车操控性能中的研究主动式悬挂系统对汽车操控性能的提升是显著的，其主要表现在以下几个方面：1. 悬挂系统自适应调整：主动式悬挂系统通过检测车辆状态和路面反馈，自动调整悬挂系统，以适应不同的路况和驾驶风格，使车辆行驶更为平稳和舒适。
2. 悬挂系统负载调整：主动式悬挂系统可以根据车辆负载变化和行驶状态的不同，调整悬挂系统的硬度和结构，以保持其对路面的适应性和稳定性。
3. 悬挂系统弹簧压缩调节：主动式悬挂系统可以根据路面的情况和车速的不同，调节弹簧的压缩行为，以减少车辆的颠簸和摇晃，提高行驶的稳定性。
TMS320F28027与L298N的悬挂运动控制系统设计
TMS320F28027与L298N的悬挂运动控制系统设计程章格;谷若雨;王海波;刘和平;邓力【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2014(14)5【摘要】介绍了由TMS320F28027和 L298N模块以及编码器组成的悬挂运动控制系统。
该系统通过控制2个步进电机，控制轴上线的收放来达到使悬挂物在平面内任意运动的效果，以实现画圆或指定图案和显示当前坐标等功能。
主要介绍了步进电机的控制算法和利用TMS320F28027芯片实现位置闭环控制的方法。
该系统具有高效、稳定、准确等优点。
%The suspended movement control system which is consist of TMS320F28027,L298N module and absolute rotary encoder.The system simultaneously controls two step motors to move freely in a plane surface by rolling the line of the step motor’s control shaft, and it achieves the function of circling,drawing specified patterns,displaying the current coordinates,and so on.This paper focuses on the exploration of the control algorithms under control and the way to conduct the chip TMS320F28027.The system has the advantages of stability,efficiency and accuracy.【总页数】4页(P49-51,55)【作者】程章格;谷若雨;王海波;刘和平;邓力【作者单位】重庆大学电气工程与自动化，重庆 400044;重庆大学电气工程与自动化，重庆 400044;重庆大学电气工程与自动化，重庆 400044;重庆大学电气工程与自动化，重庆 400044;重庆大学电气工程与自动化，重庆 400044【正文语种】中文【中图分类】TM301.2【相关文献】1.基于MSP430F449的悬挂运动控制系统设计 [J], 费婷婷;刘蓉;周乐意;袁子晴2.基于FPGA控制的悬挂运动控制系统设计 [J], 谭菊华;王东波;刘桥3.基于MCS-51单片机的悬挂运动控制系统设计 [J], 张程;聂虹4.悬挂运动控制系统设计 [J], 芮长城;温阳东;方龙5.基于单片机的悬挂运动控制系统设计 [J], 李积英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
悬挂运动控制系统报告
悬挂运动控制系统设计与总结报告摘要：本系统以宏晶科技的16位单片机STC89C52RC为控制核心，通过对所需运动的轨迹曲线的参数方程，并对两组步进电机采用一定的算法进行控制，实现悬挂画笔在给定范围内的定点运动、直线运动、圆心定点的半径为5厘米的圆周运动等功能。
关键词单片机算法步进电机1方案设计与论证根据题目的设计要求，本设计主要实现勾画设定轨迹并能实时的显示物体中画笔所在位置坐标。
其系统方案框图如图1所示。
为实现各模块功能，提出了几种设计方案并进行论证。
图1系统方案框图1.1控制模块方案一：采用传统的51系列单片机作为系统控制器。
在本设计中，单片机的运算速度越快，运动轨迹精度越高，所以对单片机的执行速度有较高的要求；又由于本系统程序量较大，使用的I/O口资源较多，对于51来说，实现这些功能都比较困难。
方案二：STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码全兼容传统8051单片机的产品。
并且有12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
综上所述，所以选择方案二。
1.2电机驱动模块方案一：采用一般的直流电机，但是直流电机电枢绕组转动惯量大，比同功率交流电机转动惯量大几倍，相对不容易控制，导致精确度下降。
方案二：采用步进电机。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
综上所述，所以选择方案二。
1.3液晶显示模块方案一：采用数码管显示。
数码管作为一种应用十分普遍的显示器件，可以在各种各样的设备上见到。
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。
新能源汽车的底盘悬挂系统设计与优化
新能源汽车的底盘悬挂系统设计与优化随着全球对环境保护的重视和汽车工业的发展，新能源汽车逐渐成为人们关注的焦点。
作为新能源汽车的核心组成部分之一，底盘悬挂系统的设计和优化对车辆性能和乘坐舒适性有着至关重要的影响。
本文将探讨新能源汽车底盘悬挂系统的设计原则、常用类型及优化方法。
一、新能源汽车底盘悬挂系统的设计原则1. 轻量化设计原则新能源汽车底盘悬挂系统的设计应遵循轻量化原则，以减少整车重量，提高能源利用率。
采用轻质材料和结构优化等手段，可以有效降低汽车的能耗和环境污染。
2. 高刚度和高强度底盘悬挂系统的刚度和强度对于保障车辆操控稳定性和乘坐舒适性至关重要。
应通过结构优化和材料选择来提高悬挂系统的刚度和强度，确保在不同路况下的行驶稳定性。
3. 减振和隔振效果底盘悬挂系统应具备良好的减振和隔振性能，以提供舒适的驾乘体验。
采用合适的悬挂结构、减振材料和减振器等技术手段，可有效降低车身对不平路面的共振响应，改善车辆乘坐舒适性。
二、新能源汽车底盘悬挂系统的常用类型1. 独立悬挂系统独立悬挂系统是最常见的底盘悬挂系统类型之一，它将每个车轮的运动独立处理，可根据路况调整各车轮的负荷和运动状态，提供更好的操控性和乘坐舒适性。
2. 半独立悬挂系统半独立悬挂系统是一种经济实用的悬挂系统，适用于一些低功耗、低速度和低质量的新能源汽车。
它通过车身和车轮的连接实现部分悬挂系统的独立运动，降低了成本和车辆重量。
3. 多连杆悬挂系统多连杆悬挂系统采用多个横向和纵向的连杆组成，能够提供更好的悬挂性能和操控性。
它广泛应用于高性能的新能源汽车中，具有出色的动力响应和操控稳定性。
三、新能源汽车底盘悬挂系统的优化方法1. 结构优化底盘悬挂系统的结构优化是提高系统刚度和强度的有效手段。
通过有限元分析和仿真等方法，可以对悬挂系统的结构进行优化，提高整体刚度和强度，以满足对悬挂系统质量和性能的需求。
2. 减振器的优化减振器是底盘悬挂系统中起到减震作用的重要组成部分。
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 。
维普资讯
＝
实
验
技
术
与
管
理
第２ ３卷
第ｌ Ｏ期
２０ ０ ６年 ｌ Ｏ月
ＣＮｌ ｌ一２ ４ Ｔ ０３ ／
Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｘ ｅｉ ｎ ａ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｍａ ａ ｅ ｎ
Ｖ０ ． ３ Ｎｏ １ ０ｃ ．２ ｏ １２ ．Ｏ ｔ ０６
Ｗｅ ａ ２４ ０ ，Ｃ ｉ ） ｉ ｉ ６ ２０ ｈｎ ｈ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａｉｎ ｏ ｎ ｅ ｌｔ ｎ ｓ ｓｅ ｆ ｒａ ｃ ｍｐｉａ ｅ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ｓ ｅ ｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｌｍｅ ｔ ｔ ｆａ ｍｕａ ｉ ｙ ｔ ｍ ｏ ｏ ｌ ｔ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ｃ ｏ ｏ ｃ ｉ
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
Ｔｈ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｍｕ ａ ｉｎ ｓ ｓｅ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｉ ｆｅ ｌ ｔ ｙ ｔ ｍ ｏ ｏ
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
汽车悬挂系统设计【摘要】悬挂系统...
汽车悬挂系统设计【摘要】: 悬挂系统是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成的整个支持系统。
悬挂系统的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。
外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。
论文回顾了汽车悬挂系统的发展历程,介绍了悬挂系统的分类和组成,详细分析了各种悬挂系统的优劣,进行了对比。
最后根据汽车的要求,选定了悬挂系统的组合,前悬架为麦弗逊式独立悬挂,后悬架为钢板弹簧整体式悬挂。
并且确定了前后悬挂的技术参数,在设计中着重考虑了汽车的稳定性和操控性,对整个系统进行了运动学和力学分析计算。
最后使用AUTOCAD绘制出了汽车悬挂的装配图和部分零件图。
【关键字】: 汽车悬挂独立悬挂非独立悬挂麦弗逊式独立悬挂钢板弹簧整体式悬挂The Design Of Car Suspension System【Abstract】 Suspension is means that the body and tires between spring and shock absorber for the entire support system. The function of suspension system is to support the body, improve the ride feel different suspension settings the driver will have different driving experience. Appeared to be a simple suspension system integrated a variety of forces, determine thecar's stability, comfort and safety of modern cars is one of key components. This thesis reviews the development history of the suspension systems and introduces the classification and composition of it. Secondly, the thesis detailed analysis the pros and cons of various suspension systems, were compared. Finally, according to the requirements of vehicles, decided on a combination of the suspension, front suspension is McPherson independent suspension, leaf spring rear suspension for the whole suspension. And determined the two suspensions of the technical parameters considered in the design focused on stability and control of the car, the whole system of calculation of the kinematics and mechanics. Finally out of the car hanging AUTOCAD drawing, assembly drawing and part of the parts drawing.【Key words】: car suspension system; independent suspension; solid axle suspension; macpherson type; leaf-spring dependent suspension目录【摘要】I1.绪论- 1 -1.1汽车悬挂的基本原理- 1 -1.2汽车悬挂的发展史- 2 -2.汽车悬挂的组成和分类 - 4 - 2.1汽车悬挂的组成- 4 -2.2非独立悬架的类型及特点- 5 - 2.2,1钢板弹簧式非独立悬架- 5 - 2.2.2螺旋弹簧非独立悬架- 5 - 2.2.3空气弹簧非独立悬架- 6 - 2.3独立悬架的类型及特点- 6 - 2.3.1双横臂式- 7 -2.3.2麦弗逊式(滑柱连杆式) - 8 - 2.3.3 双叉臂式悬挂- 9 -2.3.4 拖拽臂式悬挂- 12 -2.3.5 连杆支柱悬挂- 14 -2.3.6 多连杆独立悬挂- 15 -3.悬挂系统的选择 - 18 -3.1前独立悬架的选择- 18 -3.2后悬架的选择- 19 -3.3整车参数- 20 -4.悬挂系统的计算 - 21 -4.1 前悬架的设计计算- 21 - 4.1.1弹簧形式的选择- 21 -4.1.2弹簧参数的计算- 21 -4.1.3弹簧的校验- 24 -4.2后悬架的设计计算- 25 -4.2.1弹性元件的选择- 25 -4.2.2钢板弹簧参数的设计计算- 26 -4.2.3钢板弹簧的强度校验- 29 -4.3 减振器的结构原理及其功用 - 30 -4.4 横向稳定器的作用- 32 -5. 总结 - 35 -致谢 - 36 -参考文献- 37 -1.绪论1.1汽车悬挂的基本原理悬挂,其名源于西方。
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
・
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
全国电子设计大赛——悬挂控制系统
悬挂运动控制系统摘要：本系统采用STC89C54作为控制中心，由步进电机、红外收发对管、4*4键盘及中文液晶显示屏构成的悬挂运动控制系统。
该系统能自由控制悬挂物体完成自行设定运动、画圆运动、沿黑线运动等，并能正确显示物体到达的坐标位置。
关键词：控制核心；寻迹；步进电机；算法；定位1系统模块的方案比较与论证1.1 控制器模块根据题目要求，控制器模块主要用于各个传感器信号接收、控制物体运动、控制显示坐标及运动时间等。
对于控制器有以下二种方案。
方案一：采用FPGA为系统的控制器，FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密度高，它将所有器件集成在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性，并且可应用EDA软件仿真、调试，易于进行功能控制。
FPGA采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。
通过输入模块将参数输入给FPGA，FPGA通过程序设计控制步进电机运动，但是由于本设计对数据处理的时间要求不高，FPGA的高速处理的优势得不到充分体现，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。
方案二：采用A T89S52单片机作为系统控制器。
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A T89S52处理输入的数据并控制电机运动。
综合上述两种方案，方案二较为简单，可以满足设计要求。
1.2电机的选择方案一：采用直流电机。
直流电机具有最优越的调速性能，主要表现在调速方便（可无级调速）、调速范围宽、低速性能好（起动转矩大、起动电流小）、运行平稳、噪音低、效率高等方面，但是控制复杂，定位精度差，积累误差大等缺点。
方案二：采用步进电机。
步进电机具有控制简单、定位精确、无积累误差等优点。
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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。
近二十年来，科学技术突飞猛进，随着电力电子技术、计算机技术和控制理论的发展，使得电机的应用不再局限于工业应用，而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用。
而随着新材料如稀土永磁材料Nd-Fe-B，磁性复合材料的出现，更给电机设计插上翅膀，各种新型，高效特种电机层出不穷。
这些都极大地丰富了电机理论，拓
宽了电机的应用领域。
同时给电机设计和制造工艺提出了更高的要求。
当今世界，工业生产越来越要求自动化、省人力、效率高等特点，工厂里的很多自动化控制系统都用到了电机。
综上所述，研究如何来控制电机的转动在当今世界具有很强的现实意义和经济价值。
目前悬挂运动控制系统在国内外许多行业中都有着广泛的应用。
随着社会的发展，人们对悬挂运动控制系统提出了更高的要求。
悬挂运动控制系统的设计分为硬件设计和软件设计。
为了满足发展的不断需要，广大设计人员正寻求从硬件和软件两个方面取得更大的突破。
悬挂运动控制系统应该解决的主要问题是控制器如何控制电机的转动，通过控制器发出脉冲驱动，让两个电机转动，改变两端吊绳的长度，从而使吊绳上的物体在倾斜的板面上运动，在物体上固定有浅色的画笔，一边运动时在板上画出运动轨迹。
整个系统的设计分为硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计的核心是控制模块，主要解决单片机与电机的接口和电机的驱动。
软件设计主要对悬挂运动物体做各种不同的运动进行编程。
三、研究内容、方法、手段及预期成果
1．系统结构方案与控制策略选择
⑴系统结构方案选择
①核心控制器方案选择
方案一：采用传统的8位89C52单片机作为运动物体的控制中心。
52单片机具有价格低廉,使用简单等特点，但其运算速度低，功能单一，RAM、ROM空间小等缺点。
本题目在确定圆周坐标值时，需要进行大量的浮点数运算，若采用89C52需要做RAM，ROM来扩展其内存空间，其硬件工作量将会增多。
方案二：采用16位单片机SPCE061A作为运动物体的控制中心。
SPCE061A具有丰富的资源：RAM，ROM空间大、指令周期短、运算速度快、低功耗、低电压、可编程音频处理，易于编写和调试等优点。
尤其在复杂的数学运算，其运算速度快，精度高，在控制步进电机时运行速度比一般52单片机快。
由于我目前手中没有16位单片机SPCE061A的开发环境和仿真软件，而89C52可以采用传统的keil和protues软件结合，易于实现仿真工作，具有较强的说服力。
基于上述分析，拟选择方案一。
②位置测量方案的选择
方案一：采用步进电机实现对悬挂物体的定位。
由于步进电机可对旋转角度进行精确控制，因此可以得到悬挂线的精确角位移，从而可以计算出线位移，进而可以得到悬挂物的精确位置，实现悬挂物的精确定位。
常用的有两相四线步进电机与两相六线步进电机等，转动一步精度可达到0.9°，线位移误差可以达到毫米级。
步进电机以L298芯片作为时序脉冲产生电路，就能实现控制效果，硬件电路结构相对简单，易于实现。
方案二：采用直流电机结合光电码盘实现对悬挂物体的定位。
此方案是将光电脉冲信号转化为角位移量，是工业控制中常用的方法。
编码盘转轴与直流电机转轴相连，通过安装在码盘两侧的透射式红外对管测得电机转过的角位移，电机运转平稳，精度可以得到保证。
只是电机角位移的测量电路与直流电机驱动电路结构复杂，难于实现。
在本设计中，因考虑到画笔画图准确性与电路复杂性，选择第一种方案，并采用控制性能高的步进电机来控制运动物体。
③任意轨迹探测方案的选择
方案一：采用反射式红外传感器阵列。
通过多个红外头的探测信号得到悬挂物的行走轨迹。
由于黑色物体与白色物体的反射系数不同，从而实现对黑白物体的分辨。
这是一种普遍的应用。
但其缺点是（1）、要不断地调整各传感器之间的距离，否则，由于反射距离较短，红外反射功率较小。
如果板面的纸张凸凹不平，或白纸表面有杂物，也会使单片机误判。
（2）、由于板面的黑线可能是墨水或者胶布，两种颜色都是黑的，但经实际实验发现它们的反光程度均不同，也会对红外传感器造成一定干扰。
方案二：采用光电传感器检测。
当光线照射到滑块运动的表面上时，会发生反射。
由于黑线与白纸的反射系数不同，光电传感器可根据接收到的反射光强弱来判断是否偏离黑线。
使用五个集成的反射式光电传感器，一个固定在悬挂物体的中间，其余四个位于悬挂物体的边上，中间的传感器可以起到主控作用，引起中断。
当物体运动时，若中间的传感器的状态没有变化，则周围四个传感器不会引起运动的变化，而继续原来的运动。
只有当中间传感器的状态发生变化时，才看周围四个传感器是否有状态变化，根据最先变化的传感器来确定物体运动偏离方向，然后单片机控制电机调整悬挂物体的运动，直至中间的传感器恢复原状态为止。
基于以上分析比较，选用了抗干扰能力强的方案二。
经过反复比较与论证，最终确定系统的系统框图如下图所示：
系统框图
⑵控制策略的方案选择（PID，模糊PID等）
方案一：采用开环控制系统。
通过对电机输出量的测量，来实现距离量的测量。
因开环控制系统不具有修正由于扰动而出现的悬挂模块实际走过的路程与计算输出量的偏差，故抗干扰能力差。
方案二：采用局部闭环控制系统。
在系统运动的指定轨迹上，加入反馈修正子模块。
在外壁不导电的漆包线上，每隔一段固定距离，刮掉一小段油漆露出导线芯，通过对导线芯的探测，达到测量实际路程值的目的，构成一个局部闭环控制系统。
显然，局部闭环控制系统对系统精度有很大程度提高，故选择方案二。
…………
2. 软件设计
该软件主要由四部分组成：主程序、中断子程序、电机驱动子程序和液晶显示子程序。
系统的软件设计采用了C语言，利用keil与protues软件，实现悬挂运动控制系统的仿真，从而完成了设计的各项功能和指标要求。
三、任务完成的阶段安排及时间安排
1—3周查阅文献资料,深入了解该系统的原理与控制方法写文献综述……
参考文献
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