全国电子设计大赛报告一等奖.pdfVIP

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2020-06-22 发布于江苏
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全国电子设计大赛报告一等奖.pdf

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2013 年全国大学生电子设计竞赛简易旋转倒立摆及控制装置（ C 题）【本科组】摘要：通过对该测控系统结构和特点的分析，结合现代控制技术设计理念实现了以微控制器 MC9S12XS128系列单片机为核心的旋转倒立摆控制系统。通过采集的角度值与平衡位置进行比较，使用 PD算法，从而达到控制电机的目的。其工作过程为：角位移传感器 WDS35D通过对摆杆摆动过程中的信号采集然后经过 A/D 采样后反馈给主控制器。控制器根据角度传感器反馈信号进行 PID 数据处理，从而对电机的转动做出调整，进行可靠的闭环控制，使用按键调节 P、D 的值，同时由显示模块显示当前的 P、D值。关键字：倒立摆、直流电机、 MC9S12XS128 单片机、角位移传感器 WDS35D 、PD 算法第 1 页共 16 页目录一、设计任务与要求 3 1 设计任务 3 2 设计要求 3 二系统方案 4 1 系统结构 4 2 方案比较与选择 4 （1）角度传感器方案比较与选择 4 （2 ）驱动器方案比较与选择 5 三理论分析与计算 5 1 电机的选型 5 2 摆杆状态检测 5 3 驱动与控制算法 5 四电路与程序设计 6 1 电路设计 6 （1）最小系统模块电路 6 （2 ）5110 显示模块电路设计 7 （3）电机驱动模块电路设计 8 （4 ）角位移传感器模块电路设计 8 （5）电源稳压模块设计 8 2 程序结构与设计 9 五系统测试与误差分析 10 5.1 测试方案 10 5.2 测试使用仪器 10 5.3 测试结果与误差分析 10 6 结论 11 参考文献 11 附录 1 程序清单（部分） 12 附录 2 主板电路图 15 附录 3 主要元器件清单 16