2015全国电子设计大赛B题风力摆
2015年全国大学生电子设计竞赛
风力摆控制系统（Ｂ题）
2015年8月15日
I 摘要
本系统以飞思卡尔K60单片机为控制核心，结合3轴加速度传感器+3轴陀螺仪MMA7361模拟陀螺仪传感器。ＢＴＮ７９７１电路作为驱动轴流风机动力模块。
根据三维角度传感器采集的角度值反馈到单片机输出PWM控制风机摆按照一定规律运动，得到相应的的轨迹。
关键词：Ｋ60；PWM控速；MMA7361；角度采集
II 目录
一、系统方案 ........................................................ 1
1、单片机的论证与选择 ........................................... 1
2、传感器的论证与选择 ........................................... 1
3 驱动电路的论证与选择 ......................................... 1
二、系统理论分析与计算 .............................................. 2
1、系统理论分析与计算 ........................................... 2
三、电路与程序设计 .................................................. 3
1、电路的设计 ................................................... 3
（1）系统板电路原理图 ........................................ 3
（2）驱动模块电路原理图 ...................................... 3
（3）传感器电路原理图 ........................................ 4
（4）电源 .................................................... 4
2、程序的设计 ................................................... 5
（1）程序功能描述与设计思路 .................................. 5
（2）程序流程图 .............................................. 5
四、测试方案与测试结果 .............................................. 6
1、测试方案 ..................................................... 6
2、测试条件与仪器 ............................................... 6
3、测试结果及分析 ............................................... 6
（1）测试结果(数据) .......................................... 6
（2）测试分析与结论 .......................................... 6
五、结论与心得 ...................................................... 7
六、参考文献 ........................................................ 7
附录1：源程序 ......................................................
8
1 风力摆控制系统（B题）
【本科组】
一、系统方案
本设计采用了K60单片机为控制核心，采用 BTS7971智能功率芯片驱动电机。MMA7361加速度计测量摆杆的角度，采用双电源供电，由航模电池直接供电驱动电路，电流大。由LM1117-5V等稳压组成的多路稳压模块供给单片机，陀螺仪等模块。
根据MMA7361加速度计采集摆杆运动的角速度，经过互补滤波，PD算法计算得到摆杆的角度，显示在液晶屏。角度作为条件判读依据，根据得到的角度，设定PWM的输入大小。从而控制不同方向风机的做功，风机的不同倾角会引起风机的加减速使摆杆摆出不同姿势。
1、 单片机的论证与选择
方案一：采用ATMEL公司的AT89C51作为控制器。51单片机运算能力强，软件编程灵活，自由度大。但是由于要处理的传感器数量较多，且图像数据较为庞大，51的IO口和运行能力不能达到要求。另外51单片机需要仿真器来实现软硬件调试，较为烦琐。
方案二：采用飞思卡尔半导体公司的kinetis微控制器作为控制核心。采用由Freescale半导体公司生产的Kinetis K60单片机作为主控系统系列微控制器飞思卡尔公司推出的基于ARM Cortex-M4内核的32位微控制器，具有强大的运算处理能力和丰富的片内资源。
由于组员对K60的使用较为熟悉，同时考虑到功能要求，我们选择方案二Kinesis
K60芯片作为控制核心。
综合以上二种方案，选择方案二
2、传感器模块的论证与选择
方案一：采用SCA60C倾角传感器，-90º~+90º测量范围。0.5~4.5输出，只能测量单轴角度而且电压输出信号采集不便。
方案二：使用电位器作为角度传感器，由于不同角度输出的电阻值不同，通过AD采样电阻两端电压，计算得到角度对于一般的电位器，线性度较差.
方案三：采用3轴陀螺仪和三轴加速度计MMA7361模块。可以同时采集三个轴的模拟值,精度采集高，单片机可以直接读取，易于操作。
综合以上三种方案，选择方案三
3、驱动模块的论证与选择：
方案一：采用市面易购的电机驱动芯片L298控制风机，该芯片是利用TTL电平进行控制，通过改变芯片控制端的输入电平，，但是风机电流过大，L298耐电流过小，易烧驱动 。
方案二：采用BTS7971电路驱动电路，BTS7971驱动能力强，耐压值大，最大可通过
2 电流达到10几A。驱动能力稳定，驱动风机。
综合以上两种方案，选择方案二
二、系统理论分析与计算
1、系统的理论分析与计算
根据题目要求，控制风机做出不同的运动姿态，只要采集收集角度值，控制驱动风机，给出不同的PWM就可以了。
角度信号 小信号 数字信号 控制信号
系统的架构框图
我们参考单摆的模型，单摆运动所受到的回复力与运动方向相反这个原理，风机在摆动的过程中，首先要解决起振，风机不断在运动到最高点反方向做功，多次振荡即可达到我们所想要的偏移角度值，通过风机的不同倾角会引起风机的加减速使摆杆解决了单轴直线运动的问题，根据硬件结构，我们采用两个风机垂直摆放的做法，两个垂直风机即可产生切线方向的力，不同的差速解决了曲线运动的方向。使得本题在理论上可以成立。 信号调理 控制器 驱动风机 传感器 K60单
片
机 人机交 互
三维角度传感器
电机驱动电 路
信号调 理
风机
声光提 示
3 三、电路与程序设计
1、电路的设计
（1）系统板总体框图
系统板总体框图如图1所示
图1系统总体框图
（2）驱动电路原理图
驱动电路如图2所示
4
图2驱动系统电路
（3）传感器模块电路原理图
传感器电路如图3所示
图3传感器模块框图
（4）电源
电源模块由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。为整个系统提供5V或者12V电压，确保系统板已经传感器电路的正常稳定工作。另外由航模电池供给驱动电路较简单，输入大电流给轴流风扇，
电源电路如图4所示
5
图4电源模块框图
2、程序的设计
（1）程序功能描述与设计思路
系统软件功能实现的功能：1.读传感器的角度，2：给驱动风机脉冲，3：液晶显示，4：按键控制，5：数据汇总及分析。（2）程序流程图实现
功能三 功能一 按键
结束 功能二 传感器液晶初始化 N
功能四 K1 K4 K2 K3 开始
6 四、测试方案与测试结果
1、测试方案
（1）硬件测试（2）软件仿真测试（3）硬件软件联调
2、测试条件与仪器
测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。
测试仪器：高精度的数字毫伏表，模拟示波器，数字示波器，数字万用表，指针式万用表，风速仪,秒表。
3、测试结果及分析
（1）测试结果(数据)
基本要求
1.
次数 1 2 3 4
长度/CM 54 56 54 56
时间/S 7.5 7.8 7.7 8
线性偏差度/° 1.5 1.8 1.7 1.8
2（1）.设定长度为55CM，表格如上
（2）设定长度为60CM 设定长度为50CM
次数/ＣＭ 1 2 3
时间/S 8 8.1 8.1
线性偏差
/° 1.7 1.7 1.8
3.经过测试，在设定角度的情况下，15秒内均可以画出不少于20ＣＭ的直线
4.在测试的条件下，30度到45度之间，5秒内基本可以达到静止。 （2）测试分析与结论
根据上述测试数据，由此可以得出以下结论：
4.4测试结果分析
a.根据(1)的数据分析，风摆能在15s内做类似自由摆的运动，能画出超过50cm的直线，并且线性误差达到要求。
b.根据(2)的数据分析，风摆能在15s内做类似自由摆的运动，并且能画出30~60cm的任意长度，但是长度偏差控制有误差。 次数/ＣＭ 1 2 3
时间/S 7.2 7.2 7.3
线性偏差
/° 1.3 1.3 1.2
风力摆系统设计
风力摆系统
摘 要
风力摆系统是一种利用风力对物体进行位置控制的设备，在我国虽然还没有成品的销售与应用，但这种控制理论已经应用于方方面面。目前的普遍问题风力摆系统的自动控制水平不高。
本设计将设计一款智能的风力摆控制系统。主要控制程序由STM32来实现。通过三轴陀螺仪进行角度采集，采集过来的角度值在进行卡尔曼滤波处理，最后将其应用到风力摆系统的控制程序中。主要实现对风力摆进行偏角的收集和计算、控制其运动轨迹，包括其角加速度的控制。风力摆所控制的系统会对各传感器测得的数据进行处理和计算，使对应的设备器件得到有效的、良好的控制，从而使得系统能安全有效地运行。
本设计主控制器利用STM32作为开发硬件系统。它能够对系统进行良好的操控，包括控制与监测风力摆的运动状态、角度值、加速度和平衡参数。轴部是通过万向节连接的，整体运动自如是通过它来实现。系统整体架构清晰，便于操控。
关键词:风力摆;STM32;陀螺仪;卡尔曼滤波
Abstract
Windpendulumsystemisakindofmicrocontrolequipment,thoughnotyetfinishedproductsalesandapplicationinourcountry,butthiskindofcontroltheoryhasbeenusedineveryaspect.Atpresentthecommonproblemsofwindpowersystemautomaticcontrollevelisnothigh.Thisdesignwilldesignaintelligentwindpendulumcontrolsystem.Themaincontrolprogramimplementedbythestm32.AcquisitionthroughthetriaxialgyroAngle,theAngleofthecollectedvaluesinthekalmanfilterprocessing,theAnglevalueshavebeenobtainedthroughcomparingtheAnglevaluesbeforeandafterjudgmentaftertheoscillationamplitude,windpendulumswingwillneedthesizeoftheforceisconvertedintoPWMvalue,thenoutputtothemotordrive,ofcourse,whenthemotortodrivetheoutputtoneedtoaddtheprotectionlightcouplingforphotoelectricisolation.Controlsystemtoprocessthedataofeachsensormeasurementandcalculation,thecorrespondingequipmentdeviceeffectively,goodcontrol,thesystemcanrunsafelyandeffectively.ThisdesignusesSTM32asmaincontrollerhardwaresystemdevelopment.Itcancarryonthegoodcontrolofthesystem,includingthecontrolandmonitoringwindpendulummotionstate,Angle,acceleration,andbalanceparameters.Axisisthroughuniversaljointconnection,andtheoverallfreelyistoachievethroughit.Overallsystemstructureclear,easytocontrol.Keywords:STM32,microwindpendulumcontrollightcouplinggyroscope
2015全国大学生电子设计大赛作品报告
2015年全国大学生电子设计竞赛
多旋翼自主飞行器（c题）
2015 年 8月 15 日
摘 要
旋多翼自主飞行器由RL78/G13MCU板（芯片型号R5F100 LEA）,STM32单片机模块(加SD卡)，CMOS摄像头，A2212/13T新西达电机。STM32单片机输入信号到RL78/G13MCU板，启动飞行器和CMOS摄像模块，RL78/G13MCU飞控模块矫正飞行器在空中的姿态，实现悬停,前进,后退等功能，CMOS模块将拍摄的视频内容存储在STM32模块内置的SD卡里。当飞行到目的地时各模块自动停止工作。
飞行器能一键式启动，并开始航拍，从A点起飞，飞向B区，在B区降落，但不是中心，当飞行结束后，拔掉SD卡，能顺利的通过P0机回放，在飞行过程中，始终在电子示高线H1和H2的区间内。
目 录
目录
1. 方案论证与比较 ...........................................
1.1四旋翼算法方案 .......................................
1.2 STM32控制方案 .......................................
1.3 CMOS视频模块方案 ....................................
1.4四旋翼飞行器结构与原理理论 ...........................
2理论分析与计算 .............................................
2.1四旋翼飞控算法误析 ...................................
2.2 PID算法误差分析 .....................................
3.测试方案 ..................................................
2015年全国大学生电子设计竞赛项目策划方案
. .. .
.参考资料.
2015年全国大学生电子设计竞赛
1设计任务与要求
1.1设计任务
设计并制作一个风板控制装置。该装置能通过控制风量来控制风板完成规定动作，风板控制装置参考示意图见图1。
图1 风板控制装置参考示意图
1.2技术指标
（1） 预置风板控制角度（控制角度在45°~135°之间设定）。由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程中时间不大于10s,控制角度误差不小于5°，在预置角度上的稳定停留时间为5s，误差不小于1s。动作完成后风板平稳停留在终点位置上；
（2） 在45°~145°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。由终点开始启动装置，在10s内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做3次摆动，摆动周期不大于5s，摆动幅角误差不大于5°，动作完成后风板平稳停留在起点位置上；
（3） 显示风板设置的控制角度。风板从一个状态转变到另一个状态时应有明显的声光提示。
（4） 其他自主发挥功能。
（5） 设计报告。 . .. .
.参考资料. 1.3题目评析
根据设计要求，对题目评析如下：
本题的重点：
① 设计合适的机械结构，选择适当的风机。
② 传感器和转动轴灵敏度的选择。
③ 编写合适的算法使风板停在预置角度。
本题的难点：
① 既要保证风板摆动稳定，又要保证不超时。
② 减小角度误差。
③ 来回摆动不稳定，难以精确控制角度。
2方案比较与选择
2.1 主控MCU选择
方案一：采用ARM作为系统的核心控制芯片。ARM芯片，运算速度快，内存大，功耗低，功能强大，但是其成本高，操作指令复杂，用在该系统中还会使ARM大量资源闲置，无疑是大材小用了。
方案二：采用STC公司生产的STC12C5A60S2单片机作为系统的核心控制芯片。STC12C5A60S2单片机具有很多优点：速度快，是传统51单片机的8~12倍；功耗低、抗干扰性能强；指令代码完全兼容传统的8051，程序编写简单、价格低廉，缺点是不能再线调试，外部IO口不太丰富。
2015全国大学生电子设计竞赛风板控制资料
摘 要
本系统包括电源部分和单片机部分，由升压模块、稳流模块、单片机操作模块及驱动模块组成。该系统采用把3/3.6V电压升压至12V（采用LM2596电压可调芯片），再由12V控制恒流输出，以此来驱动LED灯。本系统采用STC12C5A60S2单片机作为核心元件，通过高低电平控制绝缘栅场效应管的打开和关断，接通会选择不同的采样电阻从而获得不同的电流值，把测得的电阻值显示在显示屏上。这种通过单片机给定不同的电平来实现操作的方法简单又方便。
关键词：LM2596芯片 STC12C5A60S2芯片 绝缘栅场效应管
Abstract
This system includes a power supply part and the MCU part, by boosting module,
constant current module, MCU operation and display modules. The system uses the 3/3.6V
voltage boost to 12V (using LM2596 voltage adjustable chip), and then by the 12V control
constant current output, in order to drive LED lights. The system uses STC12C5A60S2
microcontroller as the core component, through the high and low level control of the
insulation gate field effect tube open and close, on the choice of different sampling resistor to
2015全国大学生电子设计竞赛 风板控制
摘 要
本系统包括电源部分和单片机部分，由升压模块、稳流模块、单片机操作模块及驱动模块组成。该系统采用把3/3.6V电压升压至12V（采用LM2596电压可调芯片），再由12V控制恒流输出，以此来驱动LED灯。本系统采用STC12C5A60S2单片机作为核心元件，通过高低电平控制绝缘栅场效应管的打开和关断，接通会选择不同的采样电阻从而获得不同的电流值，把测得的电阻值显示在显示屏上。这种通过单片机给定不同的电平来实现操作的方法简单又方便。
关键词：LM2596芯片 STC12C5A60S2芯片 绝缘栅场效应管
Abstract
This system includes a power supply part and the MCU part, by boosting module,
constant current module, MCU operation and display modules. The system uses the 3/3.6V
voltage boost to 12V (using LM2596 voltage adjustable chip), and then by the 12V control
constant current output, in order to drive LED lights. The system uses STC12C5A60S2
microcontroller as the core component, through the high and low level control of the
insulation gate field effect tube open and close, on the choice of different sampling resistor to
2011-2015 年全国大学生电子设计竞赛综合评测题 (1)
2013 年全国大学生电子设计竞赛综合测评题
综合测评注意事项
（1）综合测评于 2013 年 9 月 16 日 8：00 正式开始，9 月 16 日
15：00 结束。（2）本科组和高职高专组优秀参赛队共用此题。
（3）综合测评以队为单位采用全封闭方式进行，现场不能上网、不能使用手机。
（4）综合测评结束时，制作的实物及《综合测评测试记录与评分表》由全国专家组委派的专家封存，交赛区保管。
波形发生器
使用题目指定的综合测试板上的 555 芯片和一片通用四运放 324
芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路。给出设计方案、详细电路图和现场自测数据波形（一律手写、3 个同学签字、注明综合测试板编号），与综合测试板一同上交
设计制作要求如下：
1、同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为
600 欧姆。
2、四种波形的频率关系为 1：1：1：3（3 次谐波）
脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ输出频率范围为 8kHz—10kHz，输出电压幅度峰峰值为 1V； 正弦波Ⅱ输出频率范围为 24kHz—30kHz，输出电压幅度峰峰值为 9V；脉冲波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于 10%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于
5%。脉冲波占空比可调整。
3、电源只能选用+10V 单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源。
4、要求预留脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ和电源的测试端子。
5、每通道输出的负载电阻 600 欧姆应标示清楚、置于明显位置，便于检查。
2015年电子设计大赛综合测评题课程设计解析
2015 年电子设计大赛综合测评试题
郑州轻工业学院
题 目： 2015 年电赛测评试题
姓 名： 王苗龙
专业班级： 电信 13-01
学 号： 541301030134
院 （系） ： 电子信息工程学院
指导教师： 曹卫锋 谢泽会 2015 年电子设计大赛综合测评试题
完成时间： 2015 年 10 月 29 日
郑州轻工业学院
课程设计任务书
题目 2015 年电子设计大赛综合测评试题
专业 电信工程 13-1 学号 541301030134 姓名 王苗龙
主要内容、基本要求、主要参考资料等：
主要内容
1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求
1、使用 555 时基电路产生频率 20kHz-50kHz 连续可调，输出电压幅度为 1V的方波Ⅰ；
2、使用数字电路 74LS74，产生频率 5kHz-10kHz 连续可调，输出电压幅度为 1V的方波Ⅱ；
3、 使用数字电路 74LS74， 产生频率 5kHz-10kHz 连续可调， 输出电压幅度峰峰值为 3V的三角波；
4、产生输出频率为 20kHz-30kHz 连续可调，输出电压幅度峰峰值为 3V的正弦波Ⅰ；
5、产生输出频率为 250kHz，输出电压幅度峰峰值为 8V的正弦波Ⅱ； 方波、三角波和正弦波的
波形应无明显失真（使用示波器测量时） 。频率误差不大于 5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差
不大于 5%。
主要参考资料
1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社， 2010 年 8 月
2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社， 2001 年 10 月
3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社， 1999 年 10 月
4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社， 2005 年 6 月
5．康华光，电子技术基础，高教出版社， 2006 年 1 月 2015 年电子设计大赛综合测评试题
备战2015 全国大学生电子设计竞赛-3无线电类赛题分析
南华大学黄智伟 备战2015 全国大学生电子设计竞赛 无线电类赛题分析
三、无线电类作品 3.1 “无线电类”赛题分析
3.1.1 历届的“无线电类”赛题
在11届全国大学生电子设计竞赛中，“无线电类”赛题共有7题，也有将电压控制LC振荡器（2003年，A题）（该题划在信号源类），LC 谐振放大器（2011年，D题本科组）（该题划在放大器类）和射频宽带放大器（2013年， D题，本科组）（该题划在放大器类）划分在此，称为“高频无线电类”。“无线电类”赛题如下：
z 简易无线电遥控系统（1995年C题） z 调幅广播收音机（1997年D题） z 短波调频接收机（1999年D题） z 调频收音机（2001年F题）
z 单工无线呼叫系统（2005年D题） z 无线识别装置（2007年B题，本科组）
z 无线环境监测模拟装置（2009年D题，本科组）
1997年～2001年由于是SONY公司赞助的，所以都有收音机的赛题，从2003年起，赛题涉及到的范围就宽多了。目前已出赛题的频率范围在几MHz ~ 40MHz之间。 注意：设计制作“无线电类”赛题是不允许采用现成的RF模块的。而在一些“控制类”作品中也会使用到RF模块，在这些赛题中是允许使用现成的RF模块的。
3.1.2历届“无线电类”赛题的主要知识点
从最近几届的赛题来看，主攻“无线电类”赛题方向的同学除了需要掌握模拟电路、数字电路、单片机电路和电子测量电路的知识外，还需要了解：
z RF（射频）接收电路设计与制作 z RF（射频）发射电路设计与制作
z RF（射频）小信号放大器电路设计与制作
z RF（射频）功率放大器（A~E类）电路设计与制作 z RF（射频）信号检测电路设计与制作 z LC振荡器电路设计与制作
z VCO（压控振荡器）电路设计与制作 z PLL（锁相环）电路设计与制作 z DDS电路设计与制作
z FM调制与解调电路设计与制作 z ASK调制与解调电路设计与制作 z FSK调制与解调电路设计与制作 z 电路之间的阻抗匹配设计与制作 z 天线阻抗匹配的设计与制作 z 电感线圈的设计与制作
备战2015全国大学生电子设计竞赛 电源类赛题分析
1
1南华大学黄智伟 备战2015 全国大学生电子设计竞赛
电源类赛题分析
一、 电源类作品
1.1 电源类赛题分析
1.1.1 历届的“电源类”赛题
在11届全国大学生电子设计竞赛中，电源类赛题有10题[1]：
① 简易数控直流电源（第1届，1994年A题）
② 直流稳压电源（第3届，1997年A题）
③ 数控直流电流源（第7届，2005年F题）
④ 三相正弦波变频电源（第7届，2005年G题）
⑤ 开关稳压电源（第8届，2007年E题，本科组）
⑥ 光伏并网发电模拟装置（第9届，2009年A题，本科组）
⑦ 电能搜集充电器（第9届，2009年E题，本科组）
⑧ 开关电源模块并联供电系统（第10届，2011年，A 题，本科组）
⑨ 单相AC-DC变换电路（第11届，2013年 A题，本科组）
⑩ 直流稳压电源及漏电保护装置（第11届，2013年 L题，高职高专组）
从历届赛题可以看到， “电源类”赛题从AC→DC，从DC→AC，从单相电到3相电，
从线性稳压器到开关稳压器，从单个电源到多个电源并联，已经涉及到电源设计基础的和先
进的技术，而且赛题要求的技术参数指标也是越来越高（例如，精度、效率η
（≥95%）等）。
例1：2005年G题“三相正弦波变频电源”赛题要求[1]：
（1）输出频率范围为20Hz～100Hz的三相对称交流电，各相电压有效值之差小于0.5V；
（2）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出线电压有效值应
保持在36V，误差的绝对值小于1%；
（3）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路，测量误
差的绝对值小于5%；
（4）变频电源输出频率在50Hz以上时，输出相电压的失真度小于5%；
（5）具有过流保护(输出电流有效值达3.6A时动作)、负载缺相保护及负载不对称保护(三
相电流中任意两相电流之差大于0.5A时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。
风力摆控制系统电子设计大赛报告
2015年全国大学生电子设计竞赛
风力摆控制系统（B题）
【本科组】
2015年8月14日 I 摘 要
本系统采用STC89C52单片机最小系统作为控制中心，与电机驱动模块，直流风机、万向节、摆杆、反馈装置一起构成摆杆角度和电机角速度的双闭环调速系统。由于直流电机属于一阶惯性，经分析在控制周期远小于电机时间常数的情况下建立电压与加速度的近似比例关系模型。选择直流风机驱动摆杆摆动，采用MPU6050测量摆杆的瞬时角加速度，单片机输出占空比可变的PWM波控制电机角加速度，从而控制电机的加速度和给摆杆固定轴心的扭矩，实现控制摆杆的摆动幅度并最终达到近似自由摆的稳定状态。控制方式采用PID控制，比例环节进行快速响应，积分环节实现无静差，微分环节减小超调，加快动态响应。从而使该系统具有良好的性能，能很好地实现起振、单摆、画线、360度画圆旋转，同时具有很好的抗扰动性能。
关键词：STC89C52 直流风机 加速度 自由摆
1 目 录
1系统方案 ........................................................................................................................................2
1.1 角度传感器模块的论证与选择 ........................................................................................2
1.2 风机驱动模块的论证与选择 ............................................................................................2
1.3 电源模块的论证与选择 ....................................................................................................3