水下超空泡航行体纵向机动运动控制研究

题目悬挂运动控制系统

题目一、悬挂运动控制系统 一、任务 设计一个电机控制系统，控制滑块竖板上运动。 在一个白色的底板上固定2个滑轮，2只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一个滑块在板上运动，运动范围为50cm×50cm。滑块的形状不限，质量大于100克。滑块上固定有浅色画笔，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, 示意图1所示。 图1 电机控制系统 二、要求 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）控制滑块在50cm×50cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于50cm，滑块在运动时能够在板上画出运动轨迹，限150秒内完成； （3）控制滑块作圆心可任意设定、直径为30cm的圆周运动，限200秒内完

成； （4）滑块从左下角坐标原点出发，在100秒内到达设定的一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm)。 2、发挥部分 （1）能够显示滑块中画笔所在位置的坐标； （2）控制滑块沿板上标出的任意曲线运动(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽1.5cm～1.8cm，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的间断线段，间断距离不大于1cm；沿连续曲线运动限定在150秒内完成，沿间断曲线运动限定在300秒内完成；（3）控制滑块在板上绘出一个数字字符，如“2”、“3”、“5”“6”、“8”、“9”等，限定在300秒内完成； （4）其他。 三、评分标准 四、说明 （1）滑块的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使滑块运动轨迹与预期轨迹吻合，同时尽量缩短运动时间； （2）若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分； （3）运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时，该项目不得分； （4）在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)、（3）中，滑块开始运动前，允许手动将滑块定位；开始运动后，不能再人为干预滑块运动。

E悬挂运动控制系统(E题)

悬挂运动控制系统（E题） 一、任务 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80cm×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（不同于画笔颜色），左下角为直角坐标原点, 示意图如下。 二、要求 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)。 2、发挥部分 （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(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽 1.5cm～1.8cm，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的间断线段，间断距离不大于1cm；沿连 续曲线运动限定在200秒内完成，沿间断曲线运动限定在300秒内完成；（3）其他。 三、评分标准 四、说明 1、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合， 同时尽量缩短运动时间； 2、若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分； 3、运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时，该项目不得分； 4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中，物体开始运动前，允许手动将物体定位；开 始运动后，不能再人为干预物体运动； 5、竞赛结束时，控制系统封存上交赛区组委会，测试用板(板上含空白坐标纸) 测试 时自带。

几种运动控制系统的比较

运动控制的实现方法 1、以模拟电路硬接线方式建立的运动控制系统 早起的运动控制系统一般采用运算放大器等分离器件以硬接线的方式构成，这种系统的优点： （1）通过对输入信号的实时处理，可实现系统的高速控制。 （2）由于采用硬接线方式可以实现无限的采样频率，因此，控制器的精度较高并且具有较大的带宽。 然而，与数字化系统相比，模拟系统的缺陷也是很明显的： （1）老化与环境温度的变化对构成系统的元器件的参数影响很大。 （2）构成系统所需的元器件较多，从而增加了系统的复杂性，也使得系统最终的可靠性降低。 （3）由于系统设计采用的是硬接线的方式，当系统设计完成之后，升级或者功能修改几乎是不可能的事情。 （4）受最终系统规模的限制，很难实现运算量大、精度高、性能更加先进的复杂控制算法。 模糊控制系统的上述缺陷使它很难用于一些功能要求比较高的场合。然而，作为控制系统最早期的一种实现方式，它仍然在一些早期的系统中发挥作用； 另外，对于一些功能简单的电动机控制系统，仍然可以采用分立元件构成。 2、以微处理器为核心的运动控制系统 微处理器主要是指以MCS-51、MCS-96等为代表的8位或16位单片机。采用微处理器取代模拟电路作为电动机的控制器，所构成的系统具有以下的优点：（1）使电路更加简单。模拟电路为了实现逻辑控制需要很多的元器件，从而使电路变得复杂。采用微处理器以后，大多数控制逻辑可以采用软 件实现。 （2）可以实现复杂的控制算法。微处理器具有较强的逻辑功能，运算速度快、精度高、具有大容量的存储器，因此有能力实现较复杂的控制算 法。 （3）灵活性和适应性强。微处理器的控制方式主要是由软件实现，如果需要修改控制规律，一般不需要修改系统德硬件电路，只需要对系统的

悬挂运动控制系统

2015年全国大学生电子设计竞赛 论文 X题：悬挂运动控制系统 2015年8月15日

悬挂运动控制系统（E题） 摘要 本设计使用AT89S52单片机作为悬挂运动控制系统的核心，硬件电路包含液晶显示和键盘处理模块，步进电机驱动模块，黑线循迹检测模块，数据传输模块等几部分。液晶显示屏负责显示系统状态和控制命令，调试时还可以方便的显示每个红外传感器的状态；键盘接收输入的控制指令；电机驱动采用脉宽调制技术，可灵活方便地控制两个步进电机；反射式红外传感器模块在循迹时检测引导黑线；数据传输模块上的AT89C2051单片机将红外传感器状态信息通过串行口传送至AT89S52控制核心，使之能根据程序算法驱动两个步进电机带动悬挂物按要求运动并同时显示各种状态数据。 关键词：步进电机，脉宽调制，红外传感器，循迹，算法 Abstract In this design,the control kernel of this hanging movement system is based on a MCU chip AT89S52.The hole hardware circuit is composed of the following modules:LCD display and keyboard module,step motors drive module,track detecting module and data transfer module.The LCD displays system status,command and also the status of infrared sensors when debugging.The keyboard receives user’s command.The motors drive module adopts PWM technology to control motors’ status flexibly and conveniently.The reflecting infrared sensors detect black lines when tracking.The AT89C2051 on the data transfer module transfers data to AT89S52 through UART so as to make motors work properly according to program algorithm and display status data needed. Keywords: step motor，PWM，infrared sensor，tracking，algorithm

基于单片机的悬挂运动控制系统毕业设计开题报告

吉林建筑大学城建学院 毕业设计开题报告 所学专业：电气信息工程及其自动化 学生姓名： 指导教师： 论文题目：基于单片机的悬挂运动控制系统设计开题报告日期：2015.3.30

说明 1、开题报告由毕业生本人在完成文献阅读、科研调查的基础上，并通过开题报 告评议后填写。 2、本报告一式两份。一份交学院作为论文检查的依据；一份答辩后作为档案材 料归入学位档案。 3、开题报告用A4纸打印，不需标注页码。报告内容字体一律使用宋体小四， 行间距为1.25倍。

一、课题来源及研究的目的和意义 课题来源：生产 研究的目的： 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。采用单片机作为系统控制器。单片机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，并且可利用单片机软件进行仿真和调试。单片机采用并行工作方式，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。 研究的意义： 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。运动控制集成了电子技术、电机拖动、计算机控制技术等内容。自二十世纪八十年代初期，运动控制器已经开始在国外多个行业应用，尤其是在微电子行业的应用更加广泛。而当时运动控制器在我国的应用规模和行业面很小，国内也没有厂商开发出通用的运动控制器产品。在现代的工业控制、车辆运动和医疗设备等系统中，悬挂运动控制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，因此悬挂部件的运动精确性是整个系统工作效能的决定因素。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。

基于ZYNQSoC的多轴运动控制系统方案

OpenHW12项目申请 基于ZYNQ SoC的多轴运动控制系统 安富利特别题目 基于Zynq平台的伺服控制或运动控制系统 项目成员: 华中科技大学 二〇一二年十一月

目录 1项目概述 (1) 1.1工业应用 (1) 1.2系统方案 (3) 2工作原理介绍 (6) 3项目系统框架图 (8) 3.1ZYNQ硬件系统框架图 (8) 3.2软件系统框架图 (9) 3.3多轴控制器实现 (10) 4项目设计预计效果 (11) 5附录一：项目技术基础 (13) 5.1软硬件协同设计架构 (13) 5.2软件设计 (14) 5.3总结 (16) 6附录二：ZYNQ基础 (16)

1项目概述 1.1工业应用 运动控制系统广泛应用于工业自动化领域，包括机器人手臂、装配生产线、起重设备、数控加工机床等等。并且随着高性能永磁材料的发展、电力电子技术的发展以及大规模集成电路和计算机技术的发展使得永磁同步电机（PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor）控制系统的设计开发难度降低、成本降低，同时PMSM在运动控制系统中作为执行器件的应用也越来越广泛。大量运动控制器的设计与实现都是基于通用嵌入式处理器。在此基础上，很多学者和研究人员对运动控制系统进行了大量的研究。 多轴控制的发展是为了满足工业机器人、工业传动等应用需求。其主要包括两大方面，多轴串联控制和多轴同步控制。当系统负载较大、传动精度要求很高、运行环境比较复杂的情况下，经常使用多轴串联的方式来解决，如图1.1所示。 （1）双电机齿条传动（2）NASA 70-m天线设备 图1.1 多轴串联控制系统应用

人体运动规律

人体运动规律 要画好人物动态，首先必须要了解人体运动规律。这是重中之中。 人体在一般情况下，都是处于活动的状态。运动状态下是人体千变万化，这对于初学者是比较难以把握的，如何掌握人物动作的要领呢？可以概括为“一条线、两个枢纽、三大体块和四肢协调”以及斜线与动态造型两方面。下面我们就具体来说一下。 “一条线、两个枢纽、三大体块和四肢协调”是对人体运动状态下，总结的基本表现规律。“一条线” “一条线”即人体处于运动时，所呈现的“S”曲线，也称动态线。人体在休闲状态下，一般不可能像哨兵那样站的笔直，头部、胸廓和骨盆都会朝着不同的方向，整个身体保持一个弯曲的姿态，也只有处于曲线状态，人体才能平衡，人体才感到自然舒适。这条线的走向决定了动作的特点。我们在开始造型打轮廓时应该首先抓住这条线，否则，只有比例没有动态特征，动作僵硬呆板，缺少生气。 “两个枢纽” 指连接头部、胸廓和臀部的两个关节，即脖子和腰部。人体所有的动作都是由脖子和腰部对三大块的协调所产生的，脖子和腰部是纽带、是产生动作的关键。 “三大体块” 指人体的三个基本组成部分，即头部、胸廓和臀部。三大体块由脖子和腰部连接，各种动作都是三大块处于不同状态下的体现，是由脖子和腰部以及四肢协调而形成“S曲线”的结果。可以把三大块理解成方体，每一块在运动时都会处在不同的角度、不同的方向，表现出不同的姿态。三大块的组合通过脖子和腰部，以及四肢的协调形成稳定的平衡重心，重心位置在骨盆中间的大转子处，重心必须与地面保持垂直关系，动作才能稳定。因此掌握了三大块的组成关系，也就掌握了人体运动的规律及特点。 “四肢” 指两条胳膊和两条腿，这是人体运动表现最自由最丰富的部分，既要受制于三大块的运动，还保持了独立性。在“一条线、两个枢纽、三大体块”准确的情况下，四肢的不同造型和变化为人体运动注入了更加丰富的动作语言。可见，在三大块基本不变的情况下，四肢的动作幅度和姿态摆放可以千变万化。当今人物动画的制作就是采取了人体运动的基本规律，运用三大块与四肢的活动特点进行设计创作的。因此，三大块是根本，而四肢是辅助协调。 此外，要注意线条的表现性： 线条除了具有表现形体团块的作用，本身还具有丰富的表现力，对于增强画面的效果，传达作者的审美意向具有十分重要的意义。线的变化丰富，可以有长短、粗细、虚实、强弱、方圆、顿挫、急缓等线性变化。还有疏密、聚散等线的组织变化。线的表现性是提升人物动态速写必须的基本功，也是想拿高分必须要表现的重要点。只依赖于对人体结构的理解还不足以充。

多轴运动控制器开题报告

毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 多轴运动控制器文献综述 摘要：运动控制是20世纪90年代在国际上兴起的结合现代电力电子技术、计算机 技术、传感器技术等进行控制系统设计的一门多学科交叉的技术，在数控机床、 汽车、轻工、纺织和军事等领域应用广泛，其中的数控技术、机器人技术更是一个 国家运动控制技术发展水平的重要标志。 Abstract:Motion control is a interdisciplinary technology in the nineteen nineties，as the combination of modern power electronics technology, computer Technology, sensor technology, control system design . In the NC machine tool,Auto, light industry, textile and military and other fields are widely used, in which the numerical control technology, robotic technology are the symbol of a state's level of development of motion control technology. 1.运动控制器的概念： 运动控制起源于早期的伺服控制。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而发展的。早期的运动控制器实际上是可以独立运行的专用的控制器，往往无需另外的处理器和操作系统支持，可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。这类控制器可以成为独立运行的运动控制器。这类控制器主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计，往往已根据应用行业的工艺要求设计了相关的功能，用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件，然后传输到控制器，控制器即可完成相关的动作。这类控制器往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业应用，控制器的开放性仅仅依赖于控制器的加工代码协议，用户不能根据应用要求而重组自己的运动控制系统2.运动控制需求：

块体运动与重力地貌课程教案

块体运动与重力地貌课程教案 教学内容： 1、块体运动 （1）块体运动的概念 （2）块体运动的类型 2、崩落与崩塌地貌 （1）崩落的概念 （2）崩塌发生的条件 （3）崩塌地貌的类型 3、滑坡与滑坡地貌 （1）滑坡的概念 （2）发生滑坡的主要条件 （3）发生滑坡的诱发因素 教学目的： 1、掌握崩塌与滑坡发生的条件 2、了解崩落与滑坡的概念、危害等 3、使学生初步学会在野外判别崩塌与滑坡地貌。 教学重点、难点： 掌握崩塌与滑坡发生的条件 教学方法：

讲述法、多媒体教学 教学过程： （引入）2010年是一个不平凡的一年，自然灾害频发，如：水旱灾害、地震、滑坡、泥石流等，对人们的生产生活产生了巨大的影响。甘孜州也是自然灾害频发的地区，如：滑坡、泥石流等，今天让我们了解滑坡等一些相关内容。 一、块体运动 1、块体运动的概念 岩体和土体在重力作用及地表水地下水影响下沿坡向下运动称为块体运动。 2、块体运动的类型 崩落、滑坡和蠕动三类。 二、崩落与崩塌地貌 1、崩落定义 陡坡上的岩体与土体在重力作用下突然快速下移，称为崩落或崩塌。 2、发生崩落的条件 ●山坡坡度陡、相对高差大； ●岩石破碎、发育裂隙； ●地表水的冲刷、地震或人为等因素的触发。 3、崩塌地貌 A.崩塌崖壁（山坡上部）； B.岩堆【又称倒石堆】（坡麓）。 三、滑坡与滑坡地貌 1、滑坡定义

由岩石、土体或碎屑堆积物构成的山坡体在重力作用下沿软弱面发生整体滑落的过程称为滑坡。 2、发生滑坡的主要条件 岩土体：岩土体是产生滑坡的物质基础。 地质构造条件：节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡最易发生滑坡。 地形地貌条件：大于20度，小于40度是发生滑坡的最佳坡度。 水文地质条件：地下水活动，在滑坡形成中起着主要作用。 3、发生滑坡的诱发因素 包括降水强度、地下水、地震、地表径流对坡麓的冲淘、坡面加积作用，以及人为的在坡地上蓄水灌溉、建房筑路时破坏坡地稳定性等。 小结：

悬挂运动控制系统(E题)设计报告之欧阳家百创编

悬挂运动控制系统（E题）设计报告 欧阳家百（2021.03.07） 摘要：本悬挂控制系统是一个电机控制系统，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AT89S52单片机作为核心控制器件，采用57BYG007-4型步进电机和高细分步进电机驱动器SM-60作为动力装置，采用红外反射式光电传感器实现画板上黑色线寻迹检测，显示部分用液晶显示模块LCD1602实现。 关键词：悬挂控制、单片机、步进电机、红外反射式光电传感器 一、设计要求 1、任务 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80cm×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（不同于画笔颜色），左下角为直角坐标原点, 示意图如下。 2、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)。 3、发挥部分 （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(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽 1.5cm～1.8cm，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

数控插补多轴运动控制实验指导书(学生)重点

数控插补多轴运动控制系统解剖实验 实验学时：8 实验类型：独立授课实验 实验要求：必修 一、实验目的 1、通过本实验使学生掌握数控插补多轴控制装置的基本工作原理； 2、根据常用低压电器原理分析各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运 动实现的控制原理； 3、根据机电一体化产品的设计要求和设计流程进行运动控制系统的功能分析、机 械结构分析、控制系统分析以及相关传感器选型等方面的设计内容。 本实验以数控插补多轴运动控制系统为具体对象，使学生掌握机电一体化产品设计和开发的技术流程和主要内容，通过运动控制系统的实现过程掌握常用电气元件识别和原理、数控插补原理、位置伺服控制系统等的设计和实现方式。 二、实验内容 1、通过数控插补多轴控制装置及其相关系统的测试和观察，分析数控插补的工作 原理； 2、分析系统的功能、机械结构分析、运动关系以及相关传感器等，分析其相关的 机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节等； 3、根据常用低压电器原理，分析系统各运动控制电气元件的应用原理，分析数控 插补运动过程实现的控制原理，并绘制相关的控制原理图和系统连接图。 三、实验设备 1、多轴运动控制系统一套（含电控箱） 2、PC机一台 3、GT-400-SG-PCI 卡一块（插在 PC机内部） 四、实验原理

该数控插补多轴运动控制系统是依据开放式数控系统原理构建的，其以通用计算机（PC）的硬件和软件为基础，采用模块化、层次化的体系结构，能通过各种形式向外提供统一应用程序接口的系统。开放式数控系统可分为 3类：（1）CNC 在 PC 中；（2）PC作为前端，CNC作为后端；（3）单 PC，双 CPU平台。 本实验采用第一类，把顾高公司的 GT-400-SG-PCI 多轴运动控制卡插入PC机的插槽中，实现电机的运动控制，完成多轴运动控制系统的控制。其优点如下：（1）成本低，采用标准 PC机；（2）开放性好，用户可自定义软件；（3）界面比传统的 CNC 友好。 图1为该系统的硬件构成图，运动平台机械本体采用模块化拼装，主要由普通PC机、电控箱、运动控制卡、伺服（步进）电机及相关软件组成。其主体由两个直线运动单元（GX系列）组成。每个GX系列直线运动单元主要包括：工作台面、滚珠丝杆、导轨、轴承座、基座等部分，其结构见图2。伺服型电控箱内装有交流伺服驱动器，开关电源，断路器，接触器，运动控制器端子板，按钮开关等。步进型电控箱则装有步进电机驱动器，开关电源，运动控制器端子板，船形开关等。 图1 数控插补多轴控制系统硬件构成

第十七章块体作用

第十七章块体运动（负荷地质作用） §１．概述 一、概念： 地表各种土层、岩体，由于自重，并在外因的触发下发生的垂直下落或沿斜坡下移的作用。（重力地质作用，块体运动） 二、特点： 1.固体或半固体的物质运动 2.运动的块体即是动力又是地质作用的对象。动力是本身的重 力，同时强调块体本身的破坏，及其对岩石的破坏。 3.地质体：旧平衡→新平衡的过程。 三、动力来源 1.重力——重力是决定块体运动的内因，地面上任何物体受自身重力影响都有沿坡向下移动的趋势。 2.触发力——引起块体运动的外因。 ①降雨是水分的加入，一方面加重了块全重量，同时起润滑作用。 ②冰雪覆盖，加重块体重量。 ③风吹、雷电轰击，使块体受到暂短的推力。 ④地震、人工爆破、震动。 ⑤掏蚀、块体下部失去支撑。 按块体物质的组成，坡度的陡缓，运动速度的快慢，将块体运动分为： 崩落、潜移、滑动、流动。 §２．崩落、潜移和滑动作用（固体运动） 一、崩落作用：指陡坡上的岩块脱离基岩，迅速向下垮落并沿山坡滚动， 最终在坡脚下堆积的整个过程。 常发生在高山地区及河岸、海岸的陡崖处，当地形坡度>４５°时易发生崩落作用。 １．崩落的发生及运动 在陡坡、岩坎上的岩块，往往具有明显的或隐伏的裂隙，长期风化作用下裂隙逐渐扩大，一旦外界触发，很容易发生崩落。

例如：(1)山陡坡上近陡坡边缘的岩 石，由于山体的侧向压力在临空面集中， 外界触发，即可向临空面崩崩击，发生山 崩。 （２）断层带的岩坎上，岩石裂隙发 育易发生崩落。 根据崩落物的运动可分为三种崩落形式： （１） 撒落：发生在岩石裂隙发育的陡崖上，指沿裂隙碎裂的大小岩块， 向山坡下滚落的过程。 滚石向坡下运动，有跳跃式和滚动 式两种形式。 一般近球状——滚动 棱角状——跳跃 通常滚石开始运动是以速度慢以滚动为主，很快由于策略加速度的影响，速度加快，就变成了跳跃式运动。 滚石在运动中一面撞击破坏斜坡上的基岩，同时也不断粉碎自身，随着山坡变缓，以及滚石——滚石、滚石——基岩之间的碰撞、磨擦，使滚石动能减小，最终堆积在山脚下，完成了撒落的全部过程。 （2）.翻落：大块岩体脱离基岩后，若下部支撑没被破坏，则岩体向外侧呈弧形翻落。 特点：有暂短的悬空呈自由落体运动。 （3）．坠落：陡崖底部由于河水、海浪或人工掏蚀作用后，上面岩石失支撑，而坠落来。 坠落的岩块先是沿卸荷隙向下滑动，而后脱离岩体，快速附落。

飞机纵向运动控制器设计

飞机纵向运动控制器设计 摘要 阐述了线性二次调节器（LQR）的基本原理和设计方法，以一类通用飞机的非线性纵向模型为研究对象，对其线性化后，应用LQR理论设计了飞机的纵向运动控制器以改善系统的性能。通过分析所设计的控制器的调节性能和抗干扰性能，并进行评估。仿真结果表明，尽管存在参数不确定性，所设计控制器能够满足飞机在复杂飞行条件下的控制要求，具有较强的鲁棒性。 关键字：纵向飞行控制；LQR控制；鲁棒性

CONTROLLER DESIGN FOR AIRCRAFT LONGITUDINAL MOTION ABSTRACT The thesis describes the basic principles and design methods of Linear quadratic regulator(LQR). By taking a nonlinear longitudinal model of a generic aircraft as an example, the thesis performs a linearization for the model, and then the LQR theory is used to design aircraft longitudinal motion controller in order to improve the performance of the system. By analyzing the regulation performance and anti-jamming performance of the feedback system designed, an evaluation is carries out. The simulation results show that in despite of the uncertainty of parameter exists, the designed controller can satisfy the control requirements of aircraft under complex conditions, and it has a good robustness. KEYWORDS: Longitudinal control，LQR control，Robustness

运动控制系统第一章作业答案 曾毅编

【1-1】 某生产工艺要求：按动起动按钮S Ⅰ时，电动机Ｍ带动小车作如图题1-83所示的运动轨迹运行；按动暂停按钮S Ⅱ时，小车就地停止。重新按动启动按钮S Ⅰ时小车从暂停位置，开始键继续运行。假设：KM 1得电小车向右运行，KM 2得电小车向左运行，小车每次反向运行前都暂停t 秒。 1)试设计满足该运动轨迹的运动控制线路图。 2）当小车运行在B-C 区间时，如果突然停电或此时按动清零停止按钮，当来电后再按动起动按钮将会发生什么现象？如何处理这种问题？ 解：1）假设：正反向速度继电器分别为：KS 1、KS 2；短路制动电阻的接触器为KM 3。 系统带降压起动电阻与反接制动的主电路图如答图1所示，其输出方程和控制方程如下： 图1-83 题1-1小车运行轨迹 答图1 题【1-1】（２）解答

2）来电后再按动起动按钮S I ，小车将一直向右走，出现失控现象。 解决续行问题的方法： ①最普通的方法是在运动轨迹的周边增加限位行程开关，并在输出方程中增加正反向点动按钮。假设：左、右限位保护分别为ST A 、ST B （如答图２所示） 、右限位；正、反向点动按钮分别为SF 、SR ，修改后的电气控制逻辑代数方程组： R F T F A R R B F S S t KT S S KM K ST K ST K ST K ST K ST S KM S ST KM KM S K K K KM S ST KM KM S K K K KM ?????+?+?+?+?+?+=????+++=←????+++=→)()()()(152413224131642225311ⅡⅡⅡⅡⅡ ②在控制方程组中与转步信号并联时间超限脉冲发生信号。 ③系统小车没有回到原点前，不清控制方程组，或者不要在控制方程中增加停止按钮。 ④增加回原点功能的按钮。 【1-2】 已知电动机M 1带动小车左右运动；电动机M 2带动小车上下运动。生产工艺要求的运动轨迹如图题1-84所示。假设：KM 1得电小车向右运行，KM 2得电小车向左运行；KM 3得电小车向上运行，KM 4得电小车向下运行。生产工艺要求分别按动启动按钮S 1、S 2、S 3时，小车的运行轨迹分别如图1-84a 、b 、c 所示；按动暂停按钮S Ⅱ，小车就地停止，小车每次转弯运行前都暂停t 秒，按动回原点按键S 0，小车会以最短的路径返回到原点A ，试设计满足该运动轨迹的运动控制线路图。 解：假设小车的转步信号及程序步如答图2所示 答图２ 题【1-1】（２）解答

悬挂运动控制系统论文

悬挂运动控制系统 【摘要】本系统采用凌阳16位单片机SPCE061A作为控制中心，由直流步进电机、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】SPCE061A单片机中文液晶显示屏逼近画圆算法 A Control System For Suspension Movement [Abstract]This design uses SPCE061A as the control core to build a suspension movement control system which consists of a DC step motor, infrared emitting tube, 4X4 keyboard and an LCD display screen for Chinese characters. The system can control the suspended objects to complete the movements set by itself, such as drawing the circles, moving along the black lines and doing other movements. It also can display the correct location of the coordinate where the object reaches. Key words: SPCE061A Single chip， Chinese characters LCD， Closing Algorithm for circle drawing 一、方案的选择与论证

地质工程块体理论

块体理论的发展 1 块体理论的产生和基本原理 块体理论是70年代由石根华提出的。1985年春, 石根华与美国R.E.Goodman 出版了专著, 这标志着块体理论作为岩体工程分析的一种有方法己得到公认。我国不少学者撰文把这一理论介绍到国内，刘锦华等(1985年) 还出版了系统介绍该理论的小册子。这些工作无疑推动了块体理论在我国的初步应用。 在国外, 已有许多介绍该理论的论文以及该理论在工程实践中应用的报道。 块体理论作了如下假说:（1）结构面为平面并贯穿研究的岩体;（2）结构体为刚体;（3）岩体破坏沿结构面产生剪切滑移。块体理论中有2个基本定理, 即有限性定理和可移性定理。这2个基本定理已给予了严格的数学证明, 是块体理论的基本核心。 应用块体理论的目的是寻找开挖临空面上所有可动块体中的关键块体。对于要求保持开挖稳定的岩休工程, 应保证关键块体在完全暴露之前加以处理使其 稳定。块体理论的破坏准则为关键块的稳定性, 这与工程地质中的突破观点是一致的，可以归结为极限平衡法的范畴。采矿中有一种自然崩落法, 这种方法则是使关键块大而多并保证崩落时形成适当的块度。块体理论的两种研究手段—矢量运算法和赤平投影法，在具体应用时是十分简便的。石根华对矢量分析法用BASIC 语言编制了大量程序, 在微机上运算,可以自动给出全部判断和计算结果; 赤平投影法的运用既简便又直观, 仅需圆规和直尺作图或微机绘图。这2 种方法很易被工程技术人员接受, 并能直接用于施工现场。 块体理论的研究对象是具有明显滑动面的空间岩体运动, 这种运动局限于 平行移动,而不能考虑岩体的倾覆; 块体理论考虑了结构面间的杭剪强度, 但不能考虑岩块本身的强度破坏和变形。 林德璋(1987年) 提出了另一种块体分析方法。该方法在确定块体的几何参数时采用了代数拓扑学中同调论的方法, 另外,林氏考虑了块体的倾倒旋转, 为确定第一块块体脱落后的后续运动的块体, 林氏采用了树状结构. 2 不连续变形分析(DDA) 块体理论是以刚体的平移运动为出发点。将块体理论与岩体的应力、应变分

悬挂运动控制系统设计说明

悬挂运动控制系统（E题） 摘要 本系统在嵌入式操作系统基础上，使用两块单片机协调工作，对悬挂物体的运动进行实时控制。系统通过两个步进电机的配合完成了平面任意曲线运动，通过光电传感器配合循迹算法迅速有效地完成了循迹运动。运动的精度为毫米级，过渡时间不超过1分钟。同时，使用了点阵式LCD配合PS/2鼠标等外围设备，提供了良好的交互界面。 Abstract This design bases on an embedded operating system, and uses two pieces of SCM t o take real time control of a suspender’s movement in a planar plane. The system can move in any designed way with the cooperation of two step-motors, and do a quick tracing movement because of a special arithmetic, which is based on an array of photoelect ric sensors. The position’s precision of the movement can achieve a level of millimeter, and its transition time is less than 1 minute. Meanwhile, with a LCD and a mouse which follows PS/2 protocol and other input/output devices, it can provide a friendly and humanistic man-machine conversation. 一、方案论证与比较 从控制系统的角度来看，采用闭环控制方式比采用开环控制的效果要好。但在闭环方式的控制系统中，一般都需要反馈信息。就本赛题而言，如果使用闭环方式进行控制，系统必须得到物体位置的反馈信息。 在方案论证的过程中，我们发现要取得物体位置反馈信息相当困难，采用纯粹的闭环方式控制的难度太大。同时，我们发现如果采用步进电机作为控制系统

ACS多轴运动控制系统应用

ACS多轴运动控制系统应用 为了满足当今半导体产业的最高的多轴自动化应用的需求，工程师们转而朝向把最好的集成和基于网络的控制属性的运动控制平台方向。许多先进机器的控制平台，即基于网络和集中控制开始看到从自动化领域里广泛的实践，因为它们需要大量的处理能力和通信带宽，这在几年前微处理器和网络技术是无法实现的。在高端多轴自动化行业很多人知道，从20 世纪90 年代以来的集中式多轴控制器的好处。使用中央高速处理器，处理协调多轴运动控制已被证明为确定性数字伺服控制的有效架构，使最快的更新率和精密的同步。 另外，网络结构，如CANopen 网络的，已经成功地实践在了太阳能电池板划线，半导体制造和通用自动化应用中等需要可扩展性，开放的多厂商和设备，对成本控制敏感的系统设计中的运动控制领域。网络标准也一直在不断发展，并且不断提高的带宽和可靠性。现在，随着基于以太网的实时工业网络，如EtherCAT 技术–决定性的实时工业网络具有足够的带宽以支持高性能协调很多个运动控制轴和I / O，是有可能的实现机器控制控制解决方案，他具有集中式和基于网络控制的最佳品质。下面是三个最近需要高度的协调和精确的多轴运动控制案例，每一个展现着对控制系统的独特的挑战和极限。1。太阳能电池板划线和光学检测设备扁平面板和薄片的激光划线经常需要用到极其高性能的运动控制，包括高的速度和加速度，高度协调的多轴激光路径，晶圆检查和及其最小的运动误差最大化光伏（PV）的晶圆密度或解决最小的缺陷。大尺寸面板占用面积超过一平方米以上;而且，由于面板增加的尺寸的规模，导致的机器设备的复杂性和多轴数和运动的性能和功率的需求。最近，太阳能面板板划线设备和检测设备的制造商在设计一条15 轴的生产线的控制系统是遇到了很多挑战。有些版本的机器还使用了其他辅助轴和I / O 设备。一个集中

悬挂运动控制系统(E题)

悬挂运动控制系统（2005年E题） 一、任务 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80cm×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（不同于画笔颜色），左下角为直角坐标原点,示意图如下。 二、要求

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)。 2、发挥部分 （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(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽1.5cm～1.8cm，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的间断线段，间断距离不大于1cm；沿连续曲线运动限定在200秒内完成，沿间断曲线运动限定在300秒内完成； （3）其他。 三、评分标准 四、说明

1、物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合，同时尽量缩短运动时间； 2、若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分； 3、运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时，该项目不得分； 4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中，物体开始运动前，允许手动将物体定位；开始运动后，不能再人为干预物体运动； 5、竞赛结束时，控制系统封存上交赛区组委会，测试用板(板上含空白坐标纸) 测试时自带。 电动车跷跷板（F题） 【本科组】 一、任务

基于单片机的步进电机多轴运动控制系统设计

摘要 步进电机是将电脉冲信号转变成角位移的执行机构，其转速、停止位置只与脉 冲信号的频率和脉冲数有关，具有误差小，易控制等特点，广泛应用于机械、电子、 纺织、化工、石油等行业。尤其是在医疗行业中，比如在X 光扫描方面，都会用到 电机，步进电机的优点使其成为医疗行业里最为适用的电机。本设计中的多轴控制 系统可以运用在X 光扫描仪等多种仪器上。 本设计选用STC89C55RD+型单片机作为核心控制单元，实现M35SP-7 型步进电机的多轴运动控制，并通过RS232 串口实现与上位PC 机通讯功能。设计中运用单 片机软件编程方式实现步进电机环形分配器功能，用P1.0 口、P1.1 口、P1.2 口和 P1.3 口分别控制四相步进电机的A 相、B 相、C 相和D 相绕组的通电顺序，软件上采用查表方法实现单双八拍工作方式环形脉冲分配。步进电机驱动部分采用 ULN2003A 驱动芯片，实现功率放大，驱动步进电机。最后使用Proteus 软件绘制 了单片机控制步进电机多轴运动的原理图。上述设计经实验验证是有效可行的。 关键词单片机，步进电机，多轴运动，串口通讯

Abstract Stepper motor is an implementing mechanism that convert the electronic pulse into angle displacement.Its speed and the stop position only about the frequency and pulse several of the pulse signal,its characteristics are minor error,easy to control and so on,it is widely applied to mechanical, electronic, textile, chemical, oil, etc. Especially in the medical industry,such as an x-ray scanning,need motors.Stepper motor's advantages make it become the most suitable medical industry machine.The multi-axis control system in the design can be used on a variety of instruments such as an x-ray scanning. This design choose STC89C55RD + SCM as the core of the control unit,to realize M35SP-7 type stepper motor's multi-axis control,and use RS232 serial to realize PC communication function.This design use SCM software programming realize stepper motor circular distribution function,P1.0, P1.1, P1.2 and P1.3 respectively controlling A, B, C and D phases' electricity order on the four phase step motor's.Software is used on look-up table method teak eight single working way circular pulse distribution.This design use ULN2003A realize power amplifier to drive stepper motor.Finally using Proteus to draw the principle diagram of the SCM control stepper motor multi-axis motion.The above design experiments showed is effective and feasible. Keywords：SCM, Stepper Motor, Multi-axis motion, serial communication