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单片机在双电机定位系统中应用研究.pdf

单片机在双电机定位系统中应用研究

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2011-04-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《单片机在双电机定位系统中应用研究pdf》,可适用于游戏领域

现代商贸工业No.ModernBusinessTradeIndustry年第期单片机在双电机定位系统中应用研究彭爱红周华军(南昌理工学院共青校区江西南昌)摘要:双电机定位是指在空间两个垂直方向上各放置一个电机通过电机运转来带动执行机械.就单片机在双电机定位系统中应用进行分析就电机控制电路设计进行重点分析。关键词:单片机电力控制电路Aimegao中图分类号:G.文献标识码:A文章编号:()单片机简介单片机具有集成度高、功能强、结构合理、抗干扰性强和指令丰富的特点它的应用打破了传统的设计思想原来很多用模拟电路、脉冲数字电路、逻辑部件来实现的功能现在都可通过软件来完成。ATMEL公司于年研发并推出了全新配置的、采用精简指令集RISC结构的新型单片机简称单片机。在AVR家族中Atmega是一个非常特殊的单片机它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路具有AVR高档单片机系列的MEGA全部性能和特点但由于采用了小引脚封装(为DIP和TQEP/MLF).所以其价格仅与低档单片机相当成为具有极高性价比、深受广大用户喜爱的单片机。单片机系统的硬件设计单片机系统主要完成给定的输入两路控制脉冲的输出调速电压的控制信号RWM波的输出还有对反馈脉冲的输入.具体的是单片机通过通用异步串行通讯口接收上位机来自图像处理器的目标数据然后单片机在其内部转化成相应的控制信号。并输出给它的下一级。也即主电路从而控制电机的正反转和启停。同时单片机还要完成PWM波的输出控制斩波电路从而控制电机两端的电压进而控制电机的转速。当电机转动起来以后单片机要实时检测来自光电码盘的反馈脉冲并与目标值(给定值)相取出一层层高的高度作为转换桁架的高度。对于本项目转换桁架位于结构的边缘建筑师为了使转换桁架对于立面的影响降至最小.希望桁架仅在中庭设置即取一层高度(.m)作为转换桁架的高度.在本例中各层的层高情况分别是:底层:.m!二层:.m三层以上:.m,而结构的柱距为.m若仅取.m为桁架高度时在柱与柱之间必须另设一个桁架节点以保证桁架斜腹杆与水平弦杆的角度在合理的之间若取建筑的两层层高即.m为转换桁架的高度则在柱与柱之间可以不必设置多余的桁架节点使桁架的结构形式趋于简单.②空腹桁架、斜杆桁架、无竖杆桁架的比较确定。作为高层建筑中的转换结构一桁架结构有如下的主要结构形式:空腹桁架、交叉斜杆桁架、无竖杆的交叉斜杆桁架。作为一种相对独立的结构形式无论采用何种结构形式应该说都是可以实现的.对于建筑师来说空腹桁架如果在构件尺寸可以接受的条件下当然是首选l当然采用无竖杆的交叉斜杆桁架形式结构上可以使桁架的构造节点趋于简单在建筑师看来也可以接受。③单跨桁架与多跨桁架的确定。在确定了以交叉斜杆桁架作为本次项目的转换结构的结构形式后结构工程师尚发现在这个计算模型中的框架柱的内力较大.作为抗震设计。强柱弱梁”的一般设计原则框架柱中的内力相对越大则在柱中率先出现塑性铰的可能性将越大.而在模型计算中同样可以发现Z的内力较大而作为相邻的柱z的内力则相对较小尚有较大潜力。综上所述采用将转换桁架向外延伸一跨的做法可以使本次工程的转换桁架各构件的内力分布更为合理。也即是说采用向外延伸一跨转换桁架的结构形式在本次工程中是较为合理的选择。结论对钢桁架转换层高层建筑结构体系进行了归纳在此基础上通过对一钢桁架转换层高层建筑结构体系的工程实例分析得到了以下结论:在大跨度、大荷载条件下应用桁架转换结构将比采用梁式转换更合理且可以节约混凝土用量近%。用钢量可节约%.在采用桁架结构作为工程的转换构件时。带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力较为接近可以取得较为一致美观而又经济的截面而不带竖杆的斜杆桁架中各构件的内力差别较大最大将达%左右.参考文献徐培福.傅学怡王旱坤。等.复杂高屡建筑结构设计M.北京t中国建筑工业出版社..方鄂华.高层建筑钢筋混凝土结构概惫设计M.北京机械工业出版社.乔伟.带转换层的复杂高层建筑结构弹塑性分析及合理层喇比研究(硕士学位论文)D.上海:同济大学学位论文.·万方数据现代商贸工业No.ModernBusinessTradeIndustry年第期比较决定关闭输出的时刻。.单片机系统的时钟振荡电路Atmega的XATLl和XATL引脚分别是片内振荡器的反相放大器输人、输出端。可在外部连接一个石英晶体或陶瓷振荡器。组成系统的时钟源。无论外接使用的是石英晶体还是陶瓷振荡器电容C和C的值总是相等的。本系统中电容C、C的值选择为pF。其中V的电源接到了单片机的电源输入端同时单片机的电源输入端还外接了一个电容然后接地这样设计的目的是为了防止外接干扰信号对单片机的电源产生影响因为电源电压的波动会影响到单片机输出口输出的高电平的电压大小也就影响了单片机输出的控制信号从而影响到后级电路。这样设计也是硬件可靠设计的一个方面。.单片机复位电路单片机的复位方式有上电复位和手动按键复位种。复位电路中的电阻电容数值的设置是为了确保引RST脚至少保持个机器周期的高电平而完成复位过程。工作原理:上电瞬间RST端电压与VCC相同随着充电电流的减少RST端的电位逐渐下降只要RST端有足够长的时间的电压在阂值以上就可以复位。电机位置检测电路设计方案对电动机的控制可以分为开环系统和闭环系统两大类。开环系统比较简单能够满足一般的控制要求闭环系统则用于精度控制的要求。由于本系统工作的环境范围只是在一个有限的且相对很小的空间里所以对电机转过的圈数(确切地说是电机实际角位移量)的精度要求比较高。实现对这些物理量的精确控制就必须通过精度较高的检测传感器对这些物理进行检测将检测的结果转换成数字量反馈给单片机通过单片机对这些数进行处理处理的结果作为控制量对电机进行控制从而实现了闭环控制。在本系统中对电机位置的检测可以说是系统的一个非常重要的环节因为它直接决定电机的实际转数确切的说电机的实际转数又决定了执行器件也即摄像头的位置也就是本系统二维定位的中心环节.所以如何设计电机位置检测与反馈环节是本文的一个重点。自制光电码盘基于对电动机角位移要求较高的设计要求控制系统必须是个闭环控制系统以满足系统的整体设计要求。但是如何对电动机实际角位移进行实时检测.并把检测到的实际角位移量反馈给单片机。这也是本次设计的一个比较重要的硬件设计。在此情况下自制的光电码盘便应运而生。.光电码盘的制作光电编码盘角度检测传感器是一种广泛应用的编码式数字传感器它将测得的角位移转换为脉冲形式的数字信号输出。光电编码盘角度检测传感器可分为两种绝对式光电编码盘和增量式光电编码盘。绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制葛莱码方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光·的线条图形绝对编码器可有若干编码根据读出码盘上的编码检测绝对位置。本系统采用的是增量式光电编码盘当轴旋转时在码盘的两侧分别安装光源和光敏元件当码盘转动时光源经过透光和不透光区域相应地每条码道将有一系列不规则脉冲信号从光敏元件输出。这样码道上有多少缝隙当码盘旋转一圈时就会有多少个这种不规则脉冲输出。电动机转子所转过的角度即可通过自制的光电编码盘检测到并以脉冲的形式反馈给单片机在单片机中一记录下来以便我们进行更为精确的位置计算。.光电码盘系统的原理穿插在光电传感器中间的表示的码盘的一部分码盘中间一段颜色较浅的部分表示的是码盘上的孔。发光二极管发出的光可以透过码盘上的孔照射到光敏三极管的基极光敏三极管基极接收到光信号之后导通输出电压信号。这样当电机带动码盘旋转时当码盘转到圆孔时则透光光敏三极管可以接收到信号光电传感器的输出端便有电压信号输出当码盘旋转到它不透光的部位.也就是没有孔的地方对准光电传感器时光敏三极管就收不到光信号因而输出端没有电压信号输出.整形电路设计由于光电码盘的输出要与单片机相连单片机T/Co的时钟源外部输人引脚与此相连。这样相连的目的是通过单片机的计数器来计数确定电机的实际位置的。也就是说光电码盘的输出要触发单片机T/C计数这就要求触发脉冲要有足够陡的上升沿此波形并不是标准的脉冲信号它的上升沿坡度很大为了得到足够睫的前沿脉冲信号需要对上述光电码盘输出的信号进行整形已得到较理想的脉冲信号触发计数因此需要设计整形电路.整形电路的设计思路是这样的让上述输出的电压跟一个定值相比较如果电压大于定值了就表示这是一个可靠的脉冲计数器可以计数(加)这样不仅可以得到前沿足够陡的脉冲信号还可以防止小的干扰信号让计数器T/Co误计数减小出现计数出错的现象的概率增加了系统整体可靠性。在实际应用电路中比较器选用的是集成器件LM它是一个内部集成了个比较器的集成芯片。由于LM内部输出端没有上拉电阻所以在外接电路中需要接上这个上拉电阻。结语本文就单片机在整个系统的控制部分关键作用进行分析首先详细介绍了硬件控制器并进行了控制方法原理的详细介绍。除此之外本章中还对整形电路进行了原理分析对整形波形进行了理论分析。参考文献徐志斌刘立山房黎明.基于单片机的电动机机械特性测试系统口.仪嚣仪表用户().颜建军.季力.基于AVR单片机的电磁调速电动机控制嚣的设计IJ}.工矿自动化().万方数据单片机在双电机定位系统中应用研究作者:彭爱红周华军作者单位:南昌理工学院共青校区,江西,南昌,刊名:现代商贸工业英文刊名:MODERNBUSINESSTRADEINDUSTRY年卷(期):()引用次数:次参考文献(条)徐志斌刘立山房黎明基于单片机的电动机机械特性测试系统期刊论文仪器仪表用户()颜建军季力基于AVR单片机的电磁调速电动机控制器的设计期刊论文工矿自动化()相似文献(条)本文链接:http:dgwanfangdatacomcnPeriodicalxdsmgyaspx下载时间:年月日

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