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基于單片機控制的角度自動(dòng)調整系統設計
作者：
時(shí)間：2012-02-23
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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由于單片機只能處理數字信號，因此需要通過(guò)一個(gè)A／D轉換電路把模擬信號轉換為數字信號送給單片機系統。WDD35D4角度傳感器的量程為：0～2 k，角度傳感器兩端電壓為12 V，由于帆板受到風(fēng)力，使得帆板帶動(dòng)角度傳感器的旋轉，從而改變角度傳感器分得的電壓，因此我們得到的控制算法為(x為假設的角度傳感器輸出電壓模擬量)：
2．2 PWM控制原理
PWM的意思是脈寬調節，也就是調節方波高電平和低電平的時(shí)間比，一個(gè)20％占空比波形，會(huì )有20％的高電平時(shí)間和80％的低電平時(shí)間，而一個(gè)60％占空比的波形則具有60％的高電平時(shí)間和40％的低電平時(shí)間，占空比越大，高電平時(shí)間越長(cháng)，則輸出的脈沖幅度越高，即電壓越高。如果占空比為0％，那么高電平時(shí)間為0，則沒(méi)有電壓輸出。如果占空比為100％，那么輸出全部電壓。所以通過(guò)調節占空比，可以實(shí)現調節輸出電壓的目的，而且輸出電壓可以無(wú)級連續調節。從而可精確調整電動(dòng)機的轉速。
分辨率也就是占空比最小能達到多少，如8位的PWM，理論的分辨率就是1：255(單斜率，即28之一)，16位的PWM理論就是1：655 35(單斜率，即216之一)。為提高系統中的分辨率，本系統中采用10位的PWM，理論上的分辨率為1：1 024。
本系統設計的核心算法為PID算法，它根據本次采集的數據與設定值進(jìn)行比較得出偏差e(n)，對偏差進(jìn)行PID運算，最終利用運算結果控制PWM脈沖的占空比來(lái)實(shí)現對加在電機兩端電壓的調節，進(jìn)而控制電機轉速。其運算公式為：
u(n)=Kp[e(n)-e(n-1)]+KIe(n)+KD[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]+u0 (8)
3 硬件主要模塊電路設計與分析
3．1 驅動(dòng)電路
根據電路系統設計要求，驅動(dòng)電路采用了L298N集成電路。L298N是一種高壓、大電流雙全橋式驅動(dòng)器，其設計是為接受標準TTL邏輯電平信號和驅動(dòng)電感負載的。L298N芯片可驅動(dòng)48 V、2A以下的電機。電路圖如圖3所示。L298N驅動(dòng)1個(gè)電機，OUT3、OUT4之間接1個(gè)電動(dòng)機。 5、7、10、12、腳接輸入控制電平，ENA接控制使能端(PWM信號)，控制電機的停轉。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172004.htm
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