2013年全国大学生电子设计大赛论文---本科组----简易旋转倒立摆及控制装置(C题)

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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2013年9月6日摘 要 本系统采用XS128单片机最小系统作为控制中心与电机驱动模块，减速直流电机旋转臂摆杆反馈装置一起构成摆杆角度和电机角速度的双闭环调速系统由于直流电机属于一阶惯性，经分析在控制周期远小于电机时间常数的情况下建立电压与加速度的近似比例关系模型选择减速直流电机带动旋转臂旋转，采用增量式旋转编码器测量摆杆的角度，单片机输出占空比可变的PWM波控制电机角加速度，从而控制电机的加速度和给摆杆固定轴心的扭矩，实现控制摆杆的摆动幅度并达到和保持平衡状态控制方式采用PID控制，比例环节进行快速响应，积分环节实现无静差，微分环节减小超调，加快动态响应从而使该系统具有良好的性能，能很好的实现起振圆周运动倒立360度倒立旋转，同时具有很好的抗扰动性能关键词：XS128 直流电机 加速度 倒立平衡 目 录简易旋转倒立摆及控制装置C题本科组1系统方案本系统主要由主控模块角度传感器模块机械结构模块电源模块等几部分组成，下面分别论证这几个模块的选择11 角度传感器模块的论证与选择方案一：采用绝对值式......