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基于自由摆的平板控制系统解决方案

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基于自由摆的平板控制系统解决方案
用户名 UID Email 查看: 8|回复: 0 HYPERLINK "http://bbs.zyxmcu.com/forum.php?mod=redirect&goto=nextoldset&tid=202" \o "上一主题" HYPERLINK "http://bbs.zyxmcu.com/forum.php?mod=redirect&goto=nextnewset&tid=202" \o "下一主题" 2011全国大赛B题解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 【不断完善】 [复制链接] 电梯直达 HYPERLINK "javascript:;" \o "跳转到指定楼层" 楼主 发表于 18 分钟前 |只看该作者 |倒序浏览 【没有登录看不到附件和部分图片--QQ登录,无须注册】 1.基本 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 (1)控制电机使平板可以随着摆杆的摆动而旋转(3~5 周),摆杆摆一个周 期,平板旋转一周(360º),偏差绝对值不大于45°。 (2)在平板上粘贴一张画有一组间距为1cm 平行线的打印纸。用手推动摆 杆至一个角度θ(θ在30º~45º间),调整平板角度,在平板中心稳 定放置一枚1 元硬币(人民币);启动后放开摆杆让其自由摆动。在摆 杆摆动过程中,要求控制平板状态,使硬币在5 个摆动周期中不从平 板上滑落,并尽量少滑离平板的中心位置。 (3)用手推动摆杆至一个角度θ(θ在45º~60º间),调整平板角度,在 平板中心稳定叠放8 枚1 元硬币,见图2;启动后放开摆杆让其自由 摆动。在摆杆摆动过程中,要求控制平板状态使硬币在摆杆的5 个摆 动周期中不从平板上滑落,并保持叠放状态。根据平板上非保持叠放 状态及滑落的硬币数计算成绩。 2.发挥部分 (1)如图3 所示,在平板上固定一激光笔,光斑照射在距摆杆150cm 距离 处垂直放置的靶子上。摆杆垂直静止且平板处于水平时,调节靶子高 度,使光斑照射在靶纸的某一条线上,标识此线为中心线。用手推动 摆杆至一个角度θ(θ在30º~60º间),启动后,系统应在15 秒钟内 控制平板尽量使激光笔照射在中心线上(偏差绝对值<1cm),完成时 以LED 指示。根据光斑偏离中心线的距离计算成绩,超时则视为失败。     很好,我们来分析一下需求:     整个系统主要是两部分,一部分要测出当前摆动的位置,一部分要调整平板位置。这其中有多种方案:1.测量当前摆动位置可以采用角度传感器,也可以采用加速度传感器。相比之下,角度传感器容易多了,而且精度更加容易控制。2.要调整平板的位置,就必须有一个精度高的执行机构,有的同学说要用直流电机,简直是胡闹。直流电机你如果加上位置反馈,做成一个位置伺服系统,还勉强可以,如果开环来做,简直就是异想天开。还有的同学说,题目清单里面有步进电机,所以他要用步进电机来做,这个倒是可以,但是,你要知道,你用步进电机,首先你要做步进电机的驱动,而且,作为一个开环系统,来来回回,必定有误差累计,会导致系统精度变差。为什么?你想,步进电机在没有反馈的情况下,只能大体确定转动一个什么角度,至于是否转到了这个角度,系统无法确认,假设说偏差了1个步进角,那来回转动15次,就会差多少?这个就是一个漏洞(注意,这并不代表这个方案不行,只能说明这其中有点问题,如果经过测试,发现误差在允许范围之内,这还是一个极好的选择。)     这个调整机构,我建议大家采用舵机。是的,舵机,稍微好一点的舵机,大约100元左右,这种舵机的转动位置是内部反馈的,也就是说,你给舵机一个固定频率的PWM波,舵机就会转到一个特定的位置,而且,位置和频率是线性关系的。看,这一切都变的简单了,不需要驱动电路,也不需要外界反馈回路,绝对式的系统,无论来回多少次,都不会有误差累积。      另一个挑战就是角度的测量,这个问题并不是那么难解决,相反是最简单的一个。有的同学说到角度传感器就想到光栅,就想自己动手做一个光栅,不要异想天开了!!那是不可能的,你用手工做的光栅的分辨率能达到多少?你能做300个齿吗?不可能的,所以不要这么做,注定要失败的。     角度传感器,可以使用专门的编码器,但是一定一定要注意!!买绝对式角度传感器,不要使用增量式角度传感器(这种传感器其实就是旋转编码器)。绝对式角度传感器的意思是,传感器转到一个位置,输出一个特定的信号,而且这个信号是唯一的,不变的,只要是在这个位置,就输出这个信号,有的是电压信号,有的是电流信号,也有的是频率信号,不管是什么类型的信号,总之,这种传感器可以唯一的确定传感器转动的位置。     所谓增量式角度传感器,就是传感器每转动一定的角度(比如0.1度,视传感器的精度而定)传感器就输出一个脉冲,输出脉冲是方波,输出的快慢要看传感器转动的快慢。这种传感器其实适用于测量转动速度,经常用在测量电机转动速度,组成转速伺服系统。这种传感器不是很合适。     如果,你是在买不到绝对式位置传感器,或是觉得价格太高,你可以购买高精度薄膜式电位器。这种电位器的摸样是这样的(这和位置传感器的摸样差不多):     我使用过这种电位器来做电机的小型位置伺服系统,效果还不错,这个电位器的价格一般在150元以下,大约130元左右的样子,精度不错,完全可以满足这个题目的要求。淘宝上就有卖的,大家输入“薄膜电位器”就可以搜到。记得,多买两个备用,不要只买一个。     解决这两个问题,这个题目的硬件问题就解决了一半。还有两个问题就是机械加工和CPU的选择问题。因为系统对精度要求较高,所以在设计机械结构的时候要比较的认真,要设计一个稳定精密的系统;同时必须选用运行速度稍微高一点的CPU(包括AD速度必须稍微高一点),当然不要害怕,高不到哪里去,如果你的CPU的AD速度超过100KPS,我觉得应该够了。大家可以进一步计算一下。 窗体顶端 窗体底端
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分类:互联网
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