開(kāi)題報(bào)告參考(單片機(jī))

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文開(kāi)題報(bào)告課題名稱基于小車的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（軟件設(shè)計(jì)）院系機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院自動(dòng)化1003班專業(yè)班姓評(píng)名分指導(dǎo)教師李靜華中科技大學(xué)武昌分1.開(kāi)題報(bào)告主要內(nèi)容1）課題設(shè)計(jì)的目的和意義；2）課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容；3）設(shè)計(jì)方案；4）實(shí)施計(jì)劃。5）主要參考文獻(xiàn)：不少于5篇，其中外文文獻(xiàn)不少于1篇。2．撰寫開(kāi)題報(bào)告時(shí)，所選課題的課題名稱也不得多于25個(gè)漢字，課題設(shè)計(jì)份量要適當(dāng)，設(shè)計(jì)中必須是自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容。3.開(kāi)題報(bào)告的字?jǐn)?shù)不少于20001000《華中科技大學(xué)武昌分校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文撰寫規(guī)范》的要求撰寫。4.指導(dǎo)教師和責(zé)任單位必須審查簽字。5．開(kāi)題報(bào)告單獨(dú)裝訂，本附件為封面，后續(xù)表格請(qǐng)從網(wǎng)上下載并用A4紙打印后填寫。6.此開(kāi)題報(bào)告適用于全校各專業(yè)，部分特殊專業(yè)需要變更的，由所在系在基礎(chǔ)上提出調(diào)整方案，報(bào)學(xué)校審批后執(zhí)行。華中科技大學(xué)武昌分校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班1制理論、電力電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、傳感器與檢測(cè)技術(shù)的理論知識(shí)融會(huì)貫通，法，學(xué)會(huì)分析、解決簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題，為今后從事自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)、研發(fā)等方面的工作打下一定基礎(chǔ)。重非線性和絕對(duì)不穩(wěn)定系統(tǒng)的控制能力。倒立擺是理想的自動(dòng)控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它能全方位地滿足自動(dòng)控制教學(xué)的要求。以通過(guò)倒立擺直觀地表現(xiàn)出來(lái)。（1的撰寫和課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)翻譯。（2）熟悉倒立擺系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及數(shù)學(xué)建模。（3）熟練掌握單片機(jī)的基本編程語(yǔ)言和硬件設(shè)計(jì)方法。（4）設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案，對(duì)元器件等進(jìn)行合理選型。（5）根據(jù)控制功能完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和加工，結(jié)合軟件程序進(jìn)行調(diào)試。（6）總結(jié)本課題設(shè)計(jì)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐，編寫完整的設(shè)計(jì)論文。該倒立擺以小車車輪為支點(diǎn)，以車體作為擺桿，通過(guò)車輪的前后運(yùn)動(dòng)使整體保持平衡。考慮到系統(tǒng)需要進(jìn)行較為復(fù)雜的運(yùn)算，CPU的選用嵌入式處理器STM32F103。STM32F103最高頻率72MHZ行快速的處理。STM32F103具有豐富的通用I/O端口，內(nèi)置I2C總線和正交解碼等接角度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)：角度檢測(cè)包含兩個(gè)部分：角速度檢測(cè)和加速度檢測(cè)。角度檢測(cè)是檢測(cè)倒立擺的傾斜變化率和加速度并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。傳感器采用MPU6050。整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速器時(shí)之軸間差的問(wèn)題，減少了大量的包裝和空間。速度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)：速度檢測(cè)是測(cè)量電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速并將所測(cè)值反饋給單片機(jī)。選用的是光電碼盤測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中光電碼盤的線數(shù)是334P/r。光電碼盤與電機(jī)同軸，通過(guò)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)運(yùn)算得出轉(zhuǎn)速，測(cè)量方法有MT法以及MT法。單片機(jī)和光電碼盤之間需要使用光耦合隔離電路。光耦合隔離電路采用6N137。該光耦具有很快的轉(zhuǎn)換速率。電機(jī)驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是根據(jù)單片機(jī)給出的控制指令，控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，加、減速。驅(qū)動(dòng)模塊選用芯片BTN7971B，一個(gè)BTN7971B是一個(gè)半橋，兩片結(jié)合在一起構(gòu)成一個(gè)完整的HBTN7971B能很好的滿足系統(tǒng)的需要。電源的實(shí)現(xiàn)：STM32F103系統(tǒng)電壓為3.3V，電機(jī)輸入電壓范圍6-12V，編碼器和光耦合隔離電路供電電壓為5V。采用11V的電池給系統(tǒng)供電，通過(guò)穩(wěn)壓電路得到所需要的電壓。使用芯片AMS1117輸出3.3V電壓，7809輸出9V電壓，7805輸出5V電壓。電機(jī)的選擇：考慮到實(shí)際操作時(shí)需要的輸出扭矩和輸出轉(zhuǎn)速，電機(jī)選擇的是ASLONGJGA25—371型號(hào)減速電機(jī)，其中減速比為1:34，最高轉(zhuǎn)速126r/min。任務(wù)調(diào)度。系統(tǒng)主程序框架如圖3-3所示：否是1ms感器數(shù)據(jù)融合采計(jì)算周期為5ms5ms100ms。執(zhí)行就緒任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的多任務(wù)系統(tǒng)，提高CPU的利用率。傳感器數(shù)據(jù)融合的實(shí)現(xiàn)：度計(jì)輸出的是線性加速度，通過(guò)三角函數(shù)關(guān)系可以確定傾斜角度。合。對(duì)于加速度計(jì)，需要采用低通濾波算法除去短時(shí)性快速變化的信號(hào)，保留長(zhǎng)時(shí)性緩慢變化的信號(hào)；對(duì)于陀螺儀，應(yīng)用高通濾波方法處理陀螺儀數(shù)據(jù)，來(lái)抑制陀螺儀積自相應(yīng)的系數(shù)就可以得到直立控制輸出量。通過(guò)編碼器測(cè)定當(dāng)前脈沖數(shù)值，再根據(jù)需要運(yùn)行的情況，通過(guò)M法，T法，或M/T法PID算法調(diào)節(jié)速度。PID算法中可以根據(jù)情況分離或添加積分算法。系統(tǒng)中斷程序框架如圖3-4所示：第七學(xué)期：（1）第19周至第20周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，翻譯外文資料，撰寫開(kāi)題報(bào)告。第八學(xué)期：（2）第1周至第2周：繼續(xù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，修改翻譯外文翻譯，完善開(kāi)題（4）第3周至第9實(shí)驗(yàn)測(cè)試，完成硬件電路與軟件程序綜合設(shè)計(jì)，完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。（5）第10周至第12周：撰寫設(shè)計(jì)論文，并完成論文初稿。（6）第13周至第14周：檢查修改完善論文初稿，并定稿。（7）第15周：畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審及論文答辯，完成全部畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。[1]2010．[2]王迎旭．單片機(jī)原理及應(yīng)用．北京：電子工業(yè)出版社，2010．[3]程鵬．自動(dòng)控制原理．北京：高等教育出版社，2010．[4]郁有文．傳感器原理及工程應(yīng)用．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008．[5]童詩(shī)白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，2006．[6]PaulHor