悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统设计报告
悬挂运动控制系统设计王奇彪 梁美 谭延龄摘要：本系统采用STC89C52单片机作为悬挂控制系统的检测和控制核心，实现通过人机界面对物体所作运动进行设定，通过LCD 实时显示此时画笔所在的坐标值；系统具有可画出相应的运动轨迹，可自动跟踪曲线运动，和画圆运动等功能。
运动参数的设定通过红外遥控输入。
系统通过比较当前画笔所在位置与设定的位置的差异以及运动类型，控制步进电机完成相应运动；曲线跟踪采用红外对射式传感器来实现。
关键词： STC89C52单片机 LCD 红外遥控 红外传感器一、方案论证根据题目要求，系统由图（1）中模块组成：图（1）（1）、控制模块的设计方案论证与选择方案一：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比较高的系统。
在本设计中FPGA 的高速处理能力得不到充分发挥。
方案二：采用SPCE061A 单片机来实现，次单片机内置8路10位ADC 和2路DAC ，避免了外接A/D 转换芯片和D/A 转换芯片，并且I/O 接口比较多，易于扩展外围电路，开发板集成了语音播报的硬件，通过软件编程即可以用于语音采集和播报，集成开发环境中配有很多语音API 函数，实现语音播放比较简单，另外方便的是该芯片内置在线仿真、编程接口，可以方便实现在线调试，这大大简化了系统的开发和调试的复杂度。
方案三：采用C8051F020作为系统控制器器。
次单片机运算功能强，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、技术成熟等优点，各个领域应用广泛。
在本系统中使用芯片引脚少，没有使用模数转换芯片，在硬件上很容易实现。
因此，在本设计中采用C8051F020处理输入的数据并控制电机运动。
（2）、曲线跟踪模块的设计方案论证与选择方案一：通过开关型霍尔传感器来实现，但是由于该方法只能跟踪磁性物质组成的曲线，成本高、安装起来比较麻烦，而且容易受环境中磁性物质的干扰，控制模块 曲线跟踪模块 电源模块键盘输入模块 显示模块 电机驱动模块抗干扰性能不好。
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
悬挂运动控制系统摘要本设计采用PIC16F877A单片机作为悬挂运动控制系统的控制核心，控制悬挂物的运动。
实现通过人机界面对物体所作运动进行设定，通过LED实时显示此时画笔所在的坐标值；系统通过比较当前画笔所在位置与设定位置的差异以及运动类型，控制步进电机的转速和正反转以实现物体在标有坐标线的白色底板上做相应的轨迹运动。
可实现坐标设定、走点和圆周运动、电机刹车与任意曲线追踪等功能。
经测试，该系统能在限定的时间内实现上述功能。
本设计性能可靠、抗干扰能力强，各项指标均满足设计要求。
关键词：PIC16F877A 步进电动机悬挂运动驱动电路AbstractThis design adopts the MCU PIC16F877A as the kernel of the hanging movement control system . The system includes six modules--- keyboard、LED display、drive circuit、step-motor 、the detection of black thread and a single-chip microcomputer controlled circuit. LED provides with coordinate setting and display. In the design, it can automatically arrive at the position set arbitrary, sketch a circle and so on. It is characteristic of its high precision performance and fine stability. This instrument function credibility, the anti-interference ability is strong .Both the hardware and the software of the system are designed with modules, the system is proved to be well functioning by test.Key words: PIC16F877A electromotor hanging movement infrared wave sensor目录1 系统设计 (3)1.1 设计思路 (3)1.2 方案选择与论证 (3)1.2.1 电机的选择 (3)1.2.2 驱动电路的选择 (4)1.2.3 黑线检测模块选择 (4)1.2.4 电源的选择 (4)2 单元电路设计 (5)2.1 控制单元设计 (5)2.2 驱动电路 (5)2.2.1 工作原理分析 (5)2.2.2 参数计算 (6)2.3 沿任意曲线（黑线）运动的设计 (6)2.3.1 工作原理 (6)2.3.2 参数计算 (7)2.4 键盘部分 (7)3 软件设计 (8)3.1 实现的功能 (8)3.2 软件平台和开发工具 (8)3.3 软件设计思想 (8)3.4 软件总系统的设计 (9)3.5 中断服务子程序 (9)3.6 点动模块 (10)3.7 画圆模块 (12)3.8电机正反转模块 (13)3.9 功能切换模块 (15)4 系统测试 (15)4.1 测量仪器 (15)4.2 键盘设定坐标点测试 (15)4.3 定点测试 (16)4.3.1 测试方法及数据 (16)4.3.2 误差分析 (16)4.4 画圆模块测试 (16)4.4.1 测试方法及数据 (16)4.4.2 误差分析 (17)5 结论 (17)6 参考文献 (18)7 附录 (18)附录1 元器件清单 (18)附录3 原理图 (19)附录4 PCB图 (19)附录5 系统使用说明 (19)附录6 实验程序 (20)1系统设计1.1 设计思路依据设计任务和设计要求，采用PIC16F877A单片机来控制步进电机以实现任意坐标定点与定轨迹运动，采用单电压驱动电路来驱动步进电动机,通过对软件的控制来改变步进电机的转速以满足运动时间和运动路程的要求。
悬挂运动控制系统
摘要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步进电机驱动芯片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步进电机驱动。
目录目录目录 (II)第一章绪论 (1)1.1研究课题的背景 (1)1.2相关技术的开发 (1)1.1.1相关技术的开发 (1)1.1.2 A/D转换技术 (2)1.3步进电机的工作原理 (4)1.3.1步进电机的概述 (4)1.3.2感应式步进电机的工作原理 (4)第二章系统功能及基本原理 (9)2.1悬挂运动控制系统功能要求 (9)2.2悬挂运动控制系统的工作过程及原理 (9)第三章方案论证和比较 (11)3.1控制器模块 (11)3.2电机的选择 (11)3.3驱动及调速方案 (12)3.4控制物体运动算法 (12)3.5黑线探测模块 (12)3.6显示方案 (13)第四章系统硬件设计 (15)4.1系统电路连接及硬件资源分配 (15)4.2寻轨迹控制策略 (15)4.3系统各模块单元电路设计 (16)4.3.1电源部分电路设计 (16)4.3.2步进电机的控制和驱动模块 (17)4.3.3按键电路的设计 (19)第五章软件部分设计 (21)5.1理论分析与计算 (21)5.2程序流程图 (24)第六章结束语 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录系统硬件电路总图 (32)绪论第一章绪论1.1研究课题的背景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。
悬挂运动控制系统(上)
悬挂运动控制系统(上)摘要悬挂运动是一种现代化的运动方式，已被广泛应用于体育赛事和健身领域中。
悬挂运动的优点在于能够全面锻炼身体，提高协调性和柔韧性。
然而，悬挂运动的高度要求和复杂性也提出了对其运动控制的要求。
本文提出一种悬挂运动控制系统，包括传感器、运算器和执行器等部件，能够准确控制悬挂运动的高度和姿态，保证安全性和有效性，并且该系统可以轻松地添加或减少悬挂绳索以适应各种不同的悬挂运动。
关键词：悬挂运动，控制系统，高度姿态，安全有效性，灵活性。
正文1. 介绍悬挂运动是一种现代化的运动方式，它被广泛应用于体育赛事和健身领域中。
悬挂运动的优点在于能够全面锻炼身体，提高协调性和柔韧性。
然而，悬挂运动的高度要求和复杂性也提出了对其运动控制的要求。
2. 系统组成本文提出的悬挂运动控制系统由传感器、运算器和执行器等几个部件组成。
其中，传感器用于检测悬挂绳索的高度和姿态，运算器用于处理传感器数据并指导执行器调整悬挂绳索的高度和姿态。
3. 运行原理在悬挂运动期间，传感器通过检测绳索的弯曲程度和角度以及重量变化等数据，将这些数据传递给运算器。
运算器根据传感器数据计算出制动力和调整绳索姿态所需的参数，并将命令发送给执行器。
执行器调整绳索的高度和姿态，一旦悬挂高度或姿态超过设定范围，运算器会通过控制信号发出警报或制动，确保安全性。
执行器可以以较大的精度控制悬挂高度和姿态，使悬挂运动变得更加灵活和精确。
4. 系统特点本文提出的悬挂运动控制系统具有以下几个特点：（1）准确控制悬挂运动的高度和姿态，保证安全性和有效性。
（2）可适应不同的悬挂运动，可以轻松地添加或减少悬挂绳索以适应不同的运动。
（3）高精度的执行器能够提供精准的悬挂调节，使悬挂运动变得更加灵活和精确。
5. 结论本文提出的悬挂运动控制系统为悬挂运动提供了高精度、安全、可靠的控制手段。
通过控制悬挂运动的高度和姿态，可以保证悬挂运动的安全和有效性，使其在体育赛事和健身领域发挥更大的作用，具有广阔的应用前景。
悬挂运动控制统设计方案
悬挂运动控制系统研制报告摘要：悬挂运动控制系统能够用两个电机来实现控制一个点做轨迹运动。
系统能够通过键盘设定运动点的坐标参数，能够在限定的时间内画出自行设定的运动的轨迹，也可实现画圆形轨迹的运动。
其系统是由单片机AT89S51实现中心控制的，通过单片机强大的逻辑计算能力实现两电机转速的控制，以达到运动点的正常运动，利用它端口资源的优势以实现键盘的控制和显示的输出，以达到人机交流。
关键词：悬挂运动步进电机单片机1. 系统设计1.1 设计要求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800CM×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（颜色不同于画笔颜色）左下角为直角坐标原点。
基本要求：1.控制系统能够通过键盘或者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100 CM，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 ）。
1.2 总体设计方案1.2.1 设计思路题目要求设计一个悬挂运动控制系统,能够用两个步进电机控制一点做轨迹运动。
所以系统设计中必须有一个可以计算与控制的控制系统, 它可以计算出两个步进电机各自的转速方向和转速并且有一个可以驱动电机转动的驱动电路,以及人机交流的键盘输入和显示电路,供给系统能量的电源电路。
其系统的基本组成方框图如图1-1所示。
1.2.2 方案论证与比较1. 控制系统的设计方案的论证与选择方案一:采用单片机为控制中心的控制系统。
悬挂运动控制系统概要
1悬挂运动控制系统纲要：本设计采纳一块 STC单片机 STC89S52作为悬挂物体的控制和检测核心，悬挂物体在倾斜（仰角不大于 100 度）的板上能够进行随意轨迹的运动，包含直线运动、圆周运动、随意曲线运动等。
系统能经过键盘输入自行设定的坐标点参数，物体可依据给定的坐标地点作定点运动和自行设定的曲线运动，在运动的过程中能在板上画出运动轨迹，并能沿随意给定的用黑线表记的曲线轨迹运动。
本系统同时拥有显示目前物体地点坐标的功能。
系统采纳反射式光电传感器感知与坐标纸颜色有很大差别的黑色指引线，使用两个两相步进电机，电机驱动采纳集成芯片 L298N，经过单片机给定的控制信号进行换相，可灵巧方便地对步进电机的速度和转向进行控制。
重点字：悬挂物体，光电传感器，双步进电机，STC89S52，L298N1.系统设计1.1 设计要求基本要求（1）控制系统能够经过键盘或其余方式随意设定坐标点参数；（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 秒内达成；（3）控制物体作圆心可随意设定、直径为50cm的圆周运动，限 300 秒内达成；（4）物体从左下角坐标原点出发，在 150 秒内抵达设定的一个坐标点 ( 两点间直线距离不小于 40cm)。
发挥部分（1）能够显示物体中画笔所在地点的坐标；（2）控制物体沿板上标出的随意曲线运动 ( 见表示图 ) ，曲线在测试时现场标出，线宽～，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的中断线段，中断距离不大于 1cm；沿连续曲线运动限制在 200 秒内达成，沿中断曲线运动限制在 300 秒内达成；（3）其余。
整体设计方案系统整体方案悬挂运动控制系统整体方框图如图 1.2.1 所示。
系统包含控制器模块、光电检测模块、电机驱动模块、键盘显示模块四个部分。
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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。