赛题赏析赛题赏析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80cm100cm。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, 示意图如右。悬挂运动控制系统（2005年E题）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80cm100cm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)。赛题赏析赛题赏析发挥部分要求（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1.5cm1.8cm，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。赛题赏析赛题赏析悬挂系统简介-电自院聂 苏许灵燕赵国海系统任务在如图所示的坐标纸上控制笔尖 运动，分别完成 1：从坐标原点运动到任一指定点 2：在坐标纸上任指定一点，以该点为圆心，25CM为半径画一圆 3：画出另一种图形（自定义）（我们选择的是正弦波） 4：坐标纸上贴有黑线，控制笔尖沿 黑线运动悬挂运动控制系统 该系统以单片机89C51为控制系统的核心， 采用了步进电机控制装置、光电耦合传感 器装置和精确的控制算法来实现一个悬挂 运动控制系统。友好的操作界面和灵活的 监控方式是本设计的两大特色，通过LCD 显示和键盘设定增强了系统的实用性，此 外，除能任意寻点外还能绘制圆，正弦波 。 该系统组成 主控单片机 键盘显示 步进电机 寻迹用光电耦合管组成框图 系统控制的基本原理和算法如图所示，根据题意，以80cm100cm 图纸的左下角为坐标圆点，水平向右为x轴 正方向，垂直向上为y轴正方向。并设两滑 轮的中心分别为A，B，笔尖的位置为 C（x1,y1）,要运动到D（x1,y2）点，只需 将绳子L1拉伸到L3，L2缩到L4。根据勾股定理 算出L1到L3，L2到 L4绳子缩放长度，再转换成左右电机 分别需要转动的角度即可。 当然在由一点运动到另一点时，不是 一下子就到目的点。拿从（0，0）运动到 （5，5）来说并不是直接算好左右电机要 运行的距离就让它运行下去而是把它分割 成很多段。先（0，0）到（0.1，0.1）再 （0.2，0.2）一直到（5，5）。具体的运 算就交给单片机了。单片机算好再把它转 化成控制量控制电机就可以 了。走定点， 画圆，画正弦都是这个原理。寻迹则需要 借助传感器了。（具体在后面介绍）系统功能及其原理走到定点画 圆 画 正 弦循迹运动走到定点 指定一点坐标,悬挂物从原点沿直线运 动到指定点坐标. 基本原理如前所述，只是在运动时点 取增量是按斜率取的，如从（0，0）到（4，6），那第一点取的是（ 0.1,0.15）,而不是（0.1,0.1）,这样 确保整个过程是沿直线运动。画 圆 指定圆心坐标,悬挂物先从原点运行到 圆心坐标,再以半径25cm画一个圆 根据圆心坐标和半径，把圆等分为800 个点，再取这800个点的坐标，换算成对应的控制量。走完这800个点的轨迹 就是所要的圆。画 正 弦 指定正弦曲线的起始点，以振幅25cm, 周期50cm(换算成横轴坐标)画一正弦 把正弦的起始坐标x轴按0.1cm的步长 递增，并算出相应的y轴坐标。50cm对 应500个点，走完这500个点的轨迹就 是所要的正弦。循迹运动 悬挂物先直线运动到黑色轨迹的起始点，再沿着 黑色轨迹运动，到达终点后停止运动。 寻轨迹中，我们在悬挂物体的左上和右上布置了两个光电 耦合器。如图所示，传感器没有检测到轨迹时为低电平， 当有一个传感器中有一个检测到轨迹时，就变为高电平。 当左上角的传感器检测到黑线，悬挂物向下走并向右走一 小步。当右下角的传感器检测到黑线，悬挂物向上走并向 右走一小步。当两个都没检测到时向右走一小步。由于两 传感器间距离大于黑线宽度，所以不会出现俩个都检测到 的情况。程序中为防万一，出现这种情况时往右走一小步 。单元电路的设计 1、键盘电路的设计 2、显示电路的设计 3、传感器电路的设计在键盘电路的设计中，我们采用了键盘采用44矩阵 式键盘，处理方式采用行扫描法来识别键是否按下， 再通过ZLG7290为主的电路将数据传给单片机，如图 十三所示。，在显示电路的设计中，我们采用了LCD显示电路，如图十四 所示， 通过串行方式传输数据，能够显示所需的文字，数字及图案 ，接线简单，引脚和单片机相连，不用其他驱动模块。光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它 由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的 壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。在光电耦合器输入端加电信号使 发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一 起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出 ，这样就实现了电一光一电的转换发光源的引脚为输入端，受光器的 引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、 光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光 电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路 型等。在本设计中我们采用的是PC817，具体接线见图十五，信号通 过PC817采集后，再经过LM358进行信号的整形，再传给单片机进行 处理，硬件电路简单，功效甚好。程序流程图 http:/wenku.baidu.com/view/9c 573d225901020207409c91.htm l数字模型分析 寻 迹 CNY70电机驱动 知识点归纳 1. 2. 3. 4. 5.