物体斜面运动自动控制及编程实现

摘要

物体斜面运动自动控制及编程实现是研究一个自制的电机控制系统，系统控制物体在倾斜（仰角≤100度）板上做一些特定运动的全部过程。系统利用机械运动原理、自动控制技术、传感器技术及单片机控制技术让物体能沿2厘米宽无规则黑曲线运动、到达指定坐标点、画圆等二维运动要求。系统以凌阳16位单片机SPCE061A为控制核心,采用键盘作为外部数据、命令控制输入，通过人机界面对物体所作运动进行设定。系统根据所需运动轨迹曲线的参数方程，建立运动控制数学模型,把画笔所要作的复杂运动分解成简单的直线运动。LCD实时显示画笔所在的坐标值，比较当前画笔所在位置与设定位置的差异以及运动类型，按照算法控制电机完成相应运动。语音播报采用凌阳单片机自带的语音模块，播报是否完成相应的任务。系统采用了两个交流齿轮减速电机、两个定滑轮、“米”字形排列的光电传感器、以及其他的辅助设备作为悬挂物体运动控制装置成功进行了实验。为提高实验效果，增大系统控制准确度，系统又采用两个步进电机代替交流齿轮减速电机和更新相应的驱动电路进行实验比较，步进电机系统的实验结果准确度和精确度都高于交流齿轮减速电机系统。
　　系统软件主要采用C语言及汇编语言编制，实现了数据处理、电机控制、给定范围内的定点运动、识别黑色曲线轨线、选择正确的移动方向、圆心可任意设定的圆周运动等。系统运动控制的研究对于当今自动控制技术的应用研究具有现实意义。

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第一章 绪论

1.1论文背景

1.2课题设计要求

1.3系统的运动控制过程

1.4章节安排

第二章 系统方案

2.1各模块选择分析

2.2系统各模块的最终方案

2.3系统各模块的硬件电路

2.4检测传感器组合方式论证

2.5本章小结

第三章 几何算法分析

3.1 运动距离算法

3.2 圆周运动算法

3.3 沿有断续黑色曲线运动算法

3.4 本章小结

第四章 系统软件及流程图

4.1 系统软件设计

4.2 主程序流程图

4.3 键盘控制子程序

4.4 走设定坐标子程序

4.5 画圆运动子程序

4.6 电机自由控制子程序

4.7 探测曲线运动子程序

4.8 其他子程序

4.9 本章小结

第五章 系统测试

5.1软件测试

5.2硬件测试

5.3误差分析

5.3本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献