基于单片机的悬挂运动控制系统毕业设计开题报告

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1、 毕业设计开题报告毕业设计开题报告 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

2、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

3、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

4、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。 二、国内外研究现状及主要研究内容 1 国内外现状 十九世纪八十年代以前，在运动控制系统领域中只有直流电气传动；十九世纪末，由于 出现了交流电机（鼠笼式异步交流电机）开始逐步使用交流电气传动；二十世纪 三十年代 起，形成了直流调速，交流不调速的格局；二十世纪后期，交流调速兴起，运动控制系统进 入了一个全新的时代。运动控制技术的发展是制造自动化前进的旋律，是推新的产业革命关 键技术。 国外：运动控制技术作为自动化技术的一个重要分支，在二十世纪九十年代，国际上的 发达国

5、家已经进入了快速发展阶段。由于有强劲的市场需求推动，运动控制技术发展迅速并 且应用广泛。 国内：长期以来，尽管中国作为全球制造业的重要基地，但是由于劳动力成本的低廉， 使得自动化行业局限在一个相对狭小的市场环境里，中国自动化设备的使用率相较于发达国 家处于较低的水平。 随着中国制造业的不断升级、中国劳动力的短缺以及劳动成本的上升，中国很多企业长 久以来依靠的劳动力优势正在逐步消失。企业需要依靠技术提升来提高生产力水平，这也促 进了企业的转型升级，从而使自动化厂商获得了前所未有的市场机遇。 无论是代表“高精尖”的高端装备制造业的持续发展，还是替代传统劳动力的劳动密集 型行业对于自动控制工具的需求

6、，都促成了自动化产业在未来一段时期内的迅速发展，从而 运动控制行业将迎来良好的发展机遇。 2 主要研究内容 本课题主要研究的，本系统利用一套单片机系统控制两台步进电动机动作，两台电动机 控制系统采用相同的工作原理，都是利用 PWM 脉冲调制波来控制步进电动机的转向及转速， 从而达到控制绘图笔位置的目的。该系统主要有以下几部分组成：红外检测电路、电动机控 制系统、键盘、液晶显示、语音模块。本课题的主要工作内容如下： （1）电动机控制系统 （2）系统软件流程及程序设计 （3）液晶显示电路设计 （4）语音模块设计 三、拟采用研究方案 1.1 方案设计 方案一：DSP 控制器首先利用位置算法模型计算出物体（滑块）在 XY 坐标系下的当前位 置( f x， f y)，再与给定( g x， g y)坐标进行比较，计算出在物体（滑块）在xy坐标系下的 区间，然后把生成的控制信号经过 I/O 输出。利用点对点逼近的方法来实现圆轨迹的跟踪。 只要物体（滑块）位置( f x，