課程設(shè)計(jì)--數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　題目：數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)</b><

2、;/p><p>　　1.3設(shè)計(jì)的基本要求</p><p><b>　　2、總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)的基本依據(jù)</p><p>　　2.2可行性方案的比較</p><p>　　2.3總體方案的確定</p><p>　　3、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及核算<

3、/p><p>　　3.1滑動(dòng)導(dǎo)軌的建議選擇</p><p>　　3.2螺旋絲杠的計(jì)算</p><p>　　3.3軸承的選擇及校核</p><p>　　3.4步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算</p><p>　　4、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1控制系統(tǒng)的的基本組成</p><p&g

4、t;　　4.2電器元件的選型</p><p>　　4.3控制流程及程序清單</p><p><b>　　5、小結(jié)</b></p><p><b>　　6、參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)任

5、務(wù)介紹及意義</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　主要設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　(1)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (2)電氣控制系統(tǒng)</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)意

6、義：</b></p><p>　?、排囵B(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行機(jī)電控制系統(tǒng)(產(chǎn)品)的初步設(shè)計(jì)工作。</p><p>　?、婆囵B(yǎng)學(xué)生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)和工具書籍以及編寫技術(shù)文件的能力，提高計(jì)算、繪圖等基本技能。</p><p>　?、桥囵B(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般程序和方法，進(jìn)行工程師基本素質(zhì)的訓(xùn)練。<

7、/p><p>　?、葮淞⒄_的設(shè)計(jì)思想及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)：</p><p>　　機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)：</p><p>　　1.21電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、同步電機(jī)；</p><p>　　1.22機(jī)械傳動(dòng)方式：螺旋絲桿、滾珠絲桿、同步皮帶、鏈傳動(dòng)等

8、；</p><p>　　1.23電氣控制方式：單片微機(jī)控制、PLC控制；</p><p>　　1.24功能控制要求：速度控制、位置控制；</p><p>　　1.25主要設(shè)計(jì)參數(shù)：</p><p>　　單向工作行程——800、500、300 mm；</p><p>　　移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量——100、50 kg；</p&

9、gt;<p>　　負(fù)載移動(dòng)阻力——50、100 N；</p><p>　　移動(dòng)速度控制——0.2、0.5 m/s；</p><p>　　控制精度要求：速度/位置均為1/1000</p><p>　　機(jī)械圖包括：電機(jī)—（減速器）--傳動(dòng)部件—負(fù)載---（包括它們的安裝底座+聯(lián)軸器+支承部件+導(dǎo)向裝置）；</p><p>　　包括以

10、上部件的選型設(shè)計(jì)；</p><p>　　電氣部件選型設(shè)計(jì)；流程圖+程序</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)的基本要求：</p><p>　　1）方案設(shè)計(jì)：根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，在搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，明確系統(tǒng)的主要功能，確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要功能的原理方案，并對(duì)各種方案進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，進(jìn)行方案選優(yōu)。</p><p>　　2）總體設(shè)計(jì)：針對(duì)具體

11、的原理方案，通過對(duì)動(dòng)力和總體參數(shù)的選擇和計(jì)算，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，最后給出機(jī)械系統(tǒng)的控制原理圖或主要部件圖。</p><p>　　3）根據(jù)控制功能要求，完成電氣控制設(shè)計(jì)，給處電氣控制電路原理圖。</p><p>　　4）課程設(shè)計(jì)的成果最后集中表現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)說明書和所繪制的設(shè)計(jì)圖紙上，每個(gè)學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)說明書一份，字?jǐn)?shù)為5000字以上，設(shè)計(jì)圖紙不少于兩張。</p><p

12、>　　5）用計(jì)算機(jī)繪圖或手工繪圖，打印說明書。</p><p>　　6）設(shè)計(jì)選題分組進(jìn)行，每位同學(xué)采用不同方案（或參數(shù)）獨(dú)立完成；</p><p><b>　　2、總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)基本依據(jù)</b></p><p>　　直流伺服電機(jī)具有響應(yīng)迅速、精度和

13、效率高、高速范圍寬、負(fù)載能力大、控制特性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于在閉環(huán)或版閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。</p><p>　　直流伺服電機(jī)的選擇要滿足慣量匹配和容量匹配原則。同時(shí)，由于直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性較軟，常用語閉環(huán)控制，因此對(duì)于直流伺服電機(jī)的選擇，還應(yīng)考察固定平率和阻尼比等。</p><p>　　螺旋絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)

14、動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，效率低，速度低，精度也低，但剛性好，具有自鎖功能，用于重載荷。</p><p>　　單片機(jī)控制具有較強(qiáng)的靈活性，可以處理多種可能發(fā)生的情況。 響應(yīng)速度快，提高控制的實(shí)時(shí)性。 造價(jià)比較便宜，系統(tǒng)擴(kuò)展方便。 速度、位置反饋，可達(dá)到理想的精度要求，且方便控制。</p><p>　　2.2總體方案確定，參數(shù)初設(shè)如下：</p><p>　?、烹姍C(jī)驅(qū)動(dòng)方式：直

15、流伺服電機(jī)</p><p>　?、茩C(jī)械傳動(dòng)方式：螺旋絲杠</p><p>　　⑶電氣控制方式：單片機(jī)控制</p><p>　?、裙δ芸刂埔螅核俣瓤刂?lt;/p><p>　?、芍饕O(shè)計(jì)參數(shù)：單向最大工作行程——500mm；</p><p>　　工作臺(tái)重量——100kg </p><p>　　移

16、動(dòng)負(fù)載質(zhì)量——50kg；</p><p>　　負(fù)載移動(dòng)阻力——50N；</p><p>　　移動(dòng)速度控制——12</p><p>　　工作臺(tái)滑動(dòng)摩擦系數(shù)；</p><p><b>　　選用矩形導(dǎo)軌； </b></p><p>　　絲杠材料初選鋼材為，其HRC為。絲杠兩端為固定支撐（F-F），每個(gè)支

17、座安裝兩個(gè)的接觸角推力球軸承，面對(duì)面安裝，進(jìn)行預(yù)拉伸。</p><p>　　3、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與核算</p><p>　　3.1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的簡易選擇</p><p><b>　　已知條件</b></p><p>　　單向行程長度：ls＝500mm＝0.5m</p><p>　　移動(dòng)速度 ：12

18、m/min</p><p>　　負(fù)載質(zhì)量 ：100kg</p><p>　　壽命要求 ：每天開機(jī)8h，一年按300個(gè)工作日，壽命5年以上</p><p>　　圖2 四列示低組裝線型滑軌EG系列</p><p>　　表3 EGH15SA型滑軌詳細(xì)參數(shù)</p><p>　　3.2螺旋絲杠的計(jì)算</p>&

19、lt;p>　　滑動(dòng)螺旋副工作時(shí)主要承受轉(zhuǎn)矩、軸向拉壓力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體工作情況，判定其失效形式，確定相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則。</p><p>　　滑動(dòng)螺旋副的主要失效形式是磨損，故螺杠的直徑和螺母的高度通常是按耐磨性計(jì)算確定的。</p><p>　　傳力較大或受沖擊載荷的傳力螺旋，應(yīng)校核螺杠危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度及螺母螺紋牙的剪切和彎曲強(qiáng)度。</p><p>　　對(duì)精度要求

20、較高的受壓螺杠，因其易產(chǎn)生側(cè)向彎曲，需校核其穩(wěn)定性。</p><p>　　長徑比較大，轉(zhuǎn)速又較高的螺杠，可能發(fā)生橫向振動(dòng)，應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)。</p><p>　　對(duì)有自鎖要求的螺旋傳動(dòng)，要驗(yàn)算其能否滿足自鎖條件。</p><p>　　在進(jìn)行滑動(dòng)螺旋計(jì)算之前，要先選擇螺紋，螺紋有梯形、鋸齒形、圓形、矩形、三角形等，各有各的特點(diǎn)，在這里選用比較常用的梯形螺紋，其特點(diǎn)為：牙

21、型角為30度，內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)，與矩形螺紋相比，傳動(dòng)效率略低，但工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好；如用剖分螺母，還可以調(diào)整間隙。</p><p>　　3.2.1螺旋絲杠初選</p><p>　　3.2.2螺旋絲杠的計(jì)算校核</p><p>　　3.3軸承選擇及校核</p><p>　　初選軸承為的角接觸球軸承，采用面對(duì)面安裝，其軸向載

22、荷分析如下：</p><p>　　3.4直流伺服電機(jī)選型計(jì)算</p><p><b>　　已知參數(shù)：</b></p><p>　　工作臺(tái)重量G=70x9.8N</p><p>　　工作臺(tái)與導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)u=0.15</p><p>　　工作臺(tái)行進(jìn)時(shí)動(dòng)載荷FQ（與運(yùn)動(dòng)方向相反）=3185.21N&l

23、t;/p><p>　　螺旋絲杠導(dǎo)程l=4mm</p><p>　　螺旋絲杠節(jié)圓直徑d0 =16mm</p><p>　　螺旋絲杠總長L=600mm</p><p>　　螺旋絲杠傳動(dòng)效率=0.9</p><p><b>　　定位精度0.1毫米</b></p><p>　　3.4.

24、1脈沖當(dāng)量的選擇</p><p>　　脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離=0.1mm/p（輸入一個(gè)指令脈沖工作臺(tái)移動(dòng)0.1毫米）</p><p>　　直流伺服電動(dòng)機(jī)與螺旋絲杠間的傳動(dòng)比i，為使結(jié)構(gòu)簡單，提高精度i=1</p><p>　　3.4.2等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p>　　空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩TLF <

25、/p><p>　　TLF = = =0.072N·m</p><p>　　車削加工時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL </p><p>　　TL ===1.832N·m</p><p>　　3.4.3等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　螺旋絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js</p><p><b&

26、gt;　　Js=Kg·m2</b></p><p><b>　　工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)慣量</b></p><p><b>　　Jw=kg·m2</b></p><p>　　東方馬達(dá)MCS55系列聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL</p&

27、gt;<p>　　=44.4Kg·m2</p><p>　　3.4.4初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)</p><p>　　根據(jù)車削時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)距TL=1.832N·m和電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL=44.4Kg·m2,,初步選定電動(dòng)型號(hào)為日本東方馬達(dá)公司PK599ACE步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)的最大靜扭距Tmax=4.1N·m，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=27Kg

28、3;m2</p><p>　　為了使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)能力及較快的響應(yīng)速度應(yīng)為：</p><p><b>　　及</b></p><p>　　空載時(shí)起動(dòng)時(shí)間計(jì)算（ta）</p><p>　　RK599ACE步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最小加、減速度時(shí)間為1秒</p><p>　　帶慣性負(fù)載的最大起動(dòng)頻率fL

29、的計(jì)算</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)頻率</b></p><p>　　帶慣性負(fù)載的最大轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　轉(zhuǎn)/分</b></p><p>　　帶慣性負(fù)載起動(dòng)力矩Tm電動(dòng)機(jī)起動(dòng)矩------頻率特性曲線</p><p><b>　　Tm=4

30、.1N·m</b></p><p><b>　　負(fù)載時(shí)起動(dòng)時(shí)間ta</b></p><p><b>　　ta=</b></p><p>　　該電機(jī)帶慣性負(fù)載時(shí)能夠起動(dòng)</p><p><b>　　3.4.5速度驗(yàn)算</b></p><p

31、>　　空行程快速移動(dòng)速度的驗(yàn)算</p><p>　　從電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩----頻率特性曲線查得fmax=12000HZ時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩0.5N.M>TLF=0.072N·m（空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩）</p><p><b>　　工作行程速度計(jì)算</b></p><p>　　當(dāng)T=1.832N·m時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)頻率f3000

32、HZ</p><p>　　以上計(jì)算，選該型號(hào)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，無論是起動(dòng)性能，還是空行程快速進(jìn)給，還是工作行進(jìn)給速度都能滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　3.5聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)，，聯(lián)軸器選用型號(hào)為HL1。</p><p>　　4、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p&g

33、t;　　4.1控制系統(tǒng)的基本組成</p><p>　　4.1.1 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的構(gòu)成 </p><p>　　閉環(huán)伺服系統(tǒng)的構(gòu)成如圖5所示。閉環(huán)系統(tǒng)是負(fù)反饋控制系統(tǒng)。檢測(cè)元件將執(zhí)行部件的位移、轉(zhuǎn)角、速度等量變換成電信號(hào)，反饋到系統(tǒng)的輸入端并與指令進(jìn)行比較，得出誤差信號(hào)的大小，然后按照減小誤差大小的方向控制驅(qū)動(dòng)電路，直到誤差減小到零為止。反饋檢測(cè)元件一般精度比較高，系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的誤差、閉環(huán)內(nèi)各元

34、件的誤差以及運(yùn)動(dòng)中造成的誤差都可以得到補(bǔ)償，從而大大提高了系統(tǒng)的跟隨精度和定位精度。閉環(huán)系統(tǒng)的定位精度可達(dá) 。根據(jù)檢測(cè)元件的安裝位置，閉環(huán)系統(tǒng)分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。位置檢測(cè)元件直接安裝在最后的移動(dòng)部件上，形成全閉環(huán)系統(tǒng)。 </p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　圖5 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖</p><p>　　4.1

35、.2 閉環(huán)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　（1）伺服元件的選型 </p><p>　?、?、執(zhí)行元件的選型 </p><p>　　根據(jù)伺服系統(tǒng)的實(shí)際情況，選用空心杯電樞直流伺服電機(jī)。 </p><p>　　②、檢測(cè)元件的選型 </p><p>　　閉環(huán)伺服系統(tǒng)通常是位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)3環(huán)聯(lián)合的反饋系統(tǒng)。因此，選擇

36、檢測(cè)元件就是選擇位置傳感器和速度傳感器。常用的位置檢測(cè)傳感器有旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光電編碼器、光柵尺、磁尺等。如被測(cè)量為直線位移，則應(yīng)選直線位移傳感器，如光柵尺、磁尺、直線感應(yīng)同步器等。在位置伺服系統(tǒng)中，為了獲得良好的性能，往往還要對(duì)執(zhí)行元件的速度進(jìn)行反饋控制，因而還要選用速度傳感器。交直流伺服電機(jī)常用的速度傳感器為測(cè)速發(fā)電機(jī)。</p><p>　　4.2、電器元件類型</p><p>

37、;　　4.21方案設(shè)計(jì)： </p><p>　　采用硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制已在實(shí)踐中應(yīng)用多年，其硬件組成復(fù)雜，速度調(diào)整困難，缺乏控制的靈活性。本文介紹的基于單片機(jī)的直流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，以低價(jià)位的AT89C51單片機(jī)為核心，利用自帶的PWM信號(hào)發(fā)生器以及豐富的中斷資源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)檢測(cè)和閉環(huán)控制。</p><p><b>　　4.22系統(tǒng)組成：<

38、/b></p><p>　　調(diào)速系統(tǒng)的硬件構(gòu)造如下圖所示，以AT89C51單片機(jī)為控制核心，包括測(cè)速電路、PWM波形發(fā)生器和PWM功放電路。</p><p>　　圖4.22電器調(diào)速控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　4.2．2PWM 直流調(diào)速原理 </p><p>　　PWM直流調(diào)速，實(shí)際上是利用晶體管的開關(guān)工作特性，調(diào)制恒定電壓的直流

39、源，按一個(gè)固定的頻率來接通與斷開放大器，并根據(jù)外加控制信號(hào)來改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開” 時(shí)間的長短，使加在電動(dòng)機(jī)電樞的“占空比”改變，即改變電樞兩端平均電壓大小，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 </p><p>　　因此，PWM技術(shù)的關(guān)鍵是要產(chǎn)生PWM信號(hào)，通常PWM控制信號(hào)的產(chǎn)生有以下4 種方法： </p><p>　　a、 分立電子元件組成的PWM信號(hào)發(fā)生器。這種方法是利用分離的

40、邏輯電子元件組成PWM信號(hào)電路。但是它的電路復(fù)雜，可靠性差。 </p><p>　　b、 軟件模擬法。利用單片機(jī)的一個(gè)I/O引腳輸出高低電平來實(shí)現(xiàn)PWM波。這種方法要占用CPU大量資源，使得單片機(jī)的工作效率大為降低。 </p><p>　　c、用PWM集成電路?，F(xiàn)在市場(chǎng)上己有許多種專用的 PWM 集成電路芯片。這些芯片除了有PWM信號(hào)發(fā)生功能外，還有“死區(qū)”調(diào)節(jié)功能、保護(hù)功能等。用單片機(jī)控

41、制直流電動(dòng)機(jī)中， 使用專用PWM集成電路可以減輕單片機(jī)負(fù)擔(dān)，工作更加可靠，但會(huì)增加調(diào)速系統(tǒng)的成本開銷。 </p><p>　　d、單片機(jī)自帶的PWM口。新一代的單片機(jī)增加了許多功能，其中包括PWM功能。通過單片機(jī)的初始化設(shè)置，使其自動(dòng)產(chǎn)生占空比可變的PWM脈沖波，該方法控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速簡單、可靠。 </p><p>　　本方案采用單片機(jī)的PWM口產(chǎn)生控制信號(hào)的方法控制電壓。</p&

42、gt;<p>　　4.2.3 PWM波形發(fā)生電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于測(cè)速中占用了兩個(gè)定時(shí)器（T0和T1）,如果再將PWM波形產(chǎn)生交給AT89C51則會(huì)加大軟件的任務(wù)，并且影響整個(gè)系統(tǒng)的控制效果。因此這里考慮單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)PWM波形發(fā)生電路，單片機(jī)對(duì)它只提供控制參數(shù)以及改變其占空比。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p&

43、gt;<p>　　由兩個(gè)７４ＨＣ３９３構(gòu)成８位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)輸入的５MHZ時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，從計(jì)數(shù)器的最高位得到256分頻信號(hào)，每當(dāng)計(jì)數(shù)器從255-0時(shí)得到一個(gè)下降沿，再由阻容微分電路得到很窄的負(fù)脈沖，用此負(fù)脈沖對(duì)ＪＫ觸發(fā)器清零。八位比較器７４ＨＣ６８８用于對(duì)Ｐ０－７和Ｑ０－７進(jìn)行比較從而獲得一個(gè)負(fù)脈沖。通過改變Ｐ０－７值，從而可以改ＰＷＭ的占空比。</p><p>　　4.2.4PWM功率放大電路的設(shè)

44、計(jì)：</p><p>　　本系統(tǒng)采用雙極性脈寬調(diào)制功率發(fā)大器，如下圖所示。其中Q1-4位作用的大功率晶體管，工作在截止和飽和狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)工作時(shí)，Q1和Q4工作，Q2和Q3不工作;反之當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)工作時(shí)Q2和Q3工作而Q1和Q4不工作。D1-4為續(xù)流二極管，主要起到保護(hù)作用，避免ＭＯＳ管被反向擊穿。圖中光電耦合器，主要起隔離和抗干擾作用。</p><p>　?。?3控制程序的設(shè)計(jì)說明&

45、lt;/p><p><b>　　4.3.1程序組成</b></p><p>　　本課題設(shè)計(jì)由１個(gè)主程序、3個(gè)中斷子程序和1個(gè)PID算法子程序組成。</p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　主程序是一個(gè)循環(huán)程序，其主要思路是，先設(shè)定好速度初始值，這個(gè)初始值與測(cè)速電路送來的值相比較得

46、到一個(gè)誤差值，然后用PID算法輸出控制系統(tǒng)給ＰＩＤ發(fā)生電路改變波形的占空比，進(jìn)而控制電路的轉(zhuǎn)速。其程序流程圖如圖4.4.1.1所示</p><p>　　2.INT0中斷服務(wù)子程序</p><p>　　該程序首先清軟件計(jì)數(shù)器，然后判斷T0是否進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，如果是則對(duì)光電編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，否則啟動(dòng)T0后再對(duì)PLC進(jìn)行計(jì)數(shù)。其程序圖如圖4.4.1.2所示。</p><

47、p>　　3.T0中斷服務(wù)子程序</p><p>　　在外部中斷服務(wù)程序中，當(dāng)T0定時(shí)時(shí)間到以后，就進(jìn)入此程序。程序流程如圖4.4.1.3所示</p><p>　　4.INT1中斷服務(wù)子程序</p><p>　　在T0服務(wù)程序中，當(dāng)INT1端子接受下降沿時(shí)就進(jìn)入此程序。關(guān)掉外部中斷1，并且使定時(shí)器1停止計(jì)數(shù)，保存計(jì)數(shù)值。程序流程如圖4.4.1.4.所示</

48、p><p>　　4.3.2程序設(shè)計(jì)及其說明：</p><p><b>　　ORG 000H</b></p><p>　　LJMP 0200H</p><p><b>　　ORG 0200H</b></p><p>　　MAIN: MOV A,R5</p><p

49、>　　MOV DPTR,0B0H</p><p>　　MOV P1,#0F8H</p><p>　　MOV R7,#0FFH</p><p>　　DJNZ R7,KEY1</p><p>　　MAIN1:MOV,R6,#KEY1</p><p><b>　　MOV A,P1</b></

50、p><p>　　ANL A,#0F8H</p><p><b>　　CPL A</b></p><p>　　JNC LCALL SKEY1</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　INC DPTR</b></p><p>

51、　　DJNZ R6,MAIN1</p><p><b>　　CLR P1.2</b></p><p>　　MOV R0,#0A0H</p><p>　　MAIN2：MOV R2,#02H</p><p><b>　　SETB IT1</b></p><p><b>

52、　　SETB EA</b></p><p><b>　　SETB EX1</b></p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　HERE:SJMP HERE</p><p>　　MAIN3: MOV 0B4H</p><p>　　MOV A,0B1H</p&g

53、t;<p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　ADD A,0B2H</p><p>　　MOV 0B5H,A</p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　MOV 0B6H,A</p><p>　　MOV 0B7H,B

54、</p><p>　　MOV B,#14H</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV 0C0H</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 0C0H,A</p&g

55、t;<p>　　MOV A,0B7H</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 0C1H,A</p><p>　　MOV 0C1H,A</p><p>　　MOV A,0FFH</p><p>　　SUBB A,0C1H</p>&l

56、t;p>　　MOV 0C2H,A</p><p><b>　　LCALL PLC</b></p><p>　　SKEY1: LCALL DEL</p><p><b>　　MOV A,#00</b></p><p><b>　　MOV R0,A</b></p>

57、<p><b>　　MOV R1,A</b></p><p>　　MOV R3,#0FFH</p><p>　　SKEY2: MOV A,R3</p><p><b>　　MOV P1,A</b></p><p><b>　　NOP</b></p>

58、<p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p>　　ANL A,#0F8H</p&g

59、t;<p><b>　　CPL A</b></p><p>　　S123: JNZ SKEY3</p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　STEB C</b></p><p><b>　　MOV A,R3</b

60、></p><p><b>　　RLC A</b></p><p><b>　　MOV A,R3</b></p><p><b>　　RLC A</b></p><p><b>　　MOV R3,A</b></p><p>&

61、lt;b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　CJNZ A,#03H,SKEY1</p><p>　　EJEY: RET</p><p>　　SKEY3: MOV A,R1</p><p>　　JNB ACC.3,SKEY5</p><p>　　JNB ACC.4,SKEY6</

62、p><p>　　JNB ACC.5,SKEY7</p><p>　　JNB ACC.6,SKEY8</p><p><b>　　AJMP EKEY</b></p><p>　　SKEY5: MOV A,#00H</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p&g

63、t;<p><b>　　AJMP DKEY</b></p><p>　　SKEY6: MOV A,#00H</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p><b>　　AJMP DKEY</b></p><p>　　SKEY7: MOV A,

64、#00H</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p><b>　　AJMP DKEY</b></p><p>　　SKEY8: MOV A,#00H</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p><

65、b>　　AJMP DKEY</b></p><p>　　DKEY: MOV A,R0</p><p>　　ACALL DECODE</p><p><b>　　AJMP EKEY</b></p><p>　　DECODE:MOV A,R0</p><p>　　MOV B,#04

66、H</p><p><b>　　MUL AB</b></p><p><b>　　ADD A,R2</b></p><p><b>　　LCALL LED</b></p><p>　　DEL: MOV R7,#20H</p><p>　　TS1:

67、 MOV R6,TS2</p><p>　　TS2: DJNZ R6,TS2</p><p>　　DJNZ T7,TS1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　LED: MOV R5,A</p><p>　　MOV A,#00H</p><p&

68、gt;　　MOV SBUF,A</p><p>　　KL0: JNB TI,KLO</p><p><b>　　CLR TI</b></p><p>　　KL1: MOV DPYR,#TABL</p><p><b>　　MOV A,R5</b></p><p>　　

69、MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV R0,60H</p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　CJNE R0,#60H,KD</p><p>　　MOV 60H,#58H&

70、lt;/p><p><b>　　SJMP KD1</b></p><p>　　KD: MOV 60H,R0</p><p>　　KD1: ACALL XS</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TABL: DB COH,F9H,A4H,B0H

71、</p><p>　　DB 99H,92H,82H,F8H</p><p>　　DB 80H,90H</p><p>　　XS: SETB P1.2</p><p>　　MOV R7,#04H</p><p>　　MOV R0,#58H</p><p>　　LED1: MOVA,@R0&

72、lt;/p><p>　　MOV SBUF,A</p><p>　　LED2: JNB TI,LED2</p><p><b>　　CLR TI</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　RET</b></p

73、><p>　　MOVX A,@DPTR</p><p>　　MOVX @R0,A</p><p><b>　　INC DPTR</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R2,DONE</p><p><

74、b>　　RETI</b></p><p>　　DOME: MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　PLC: MOV TMOD,#10H</p><p><b>　　SETB TR1</b></p><

75、p>　　LOOP: MOV TL1,0C1H</p><p><b>　　SETB TR1</b></p><p>　　LOOP: MOV TL1,0C1H</p><p>　　MOV TH1,#00H</p><p><b>　　JNB TF1,$</b></p><

76、p>　　MOV TL1,0C2H</p><p>　　MOV TH1,#00H</p><p><b>　　CPL P0.0</b></p><p>　　CJNE A,0C1H,P1</p><p><b>　　SJMP LOOP</b></p><p>　　P1:

77、 JNC P2</p><p><b>　　INC 0C1H</b></p><p><b>　　DEC 0C2H</b></p><p>　　P2: DEC 0C1H</p><p><b>　　INC 0C2H</b></p><p><

78、;b>　　RET</b></p><p><b>　　5.小結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是綜合大學(xué)很多學(xué)科的一次練習(xí)，是較大的一次課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)跨越機(jī)械和電氣兩大學(xué)科。在設(shè)計(jì)時(shí)要聯(lián)系機(jī)械部分和電氣控制部分作為一個(gè)有機(jī)的整體來考慮，本次設(shè)計(jì)是一個(gè)機(jī)械和電氣有機(jī)組合的系統(tǒng)是一個(gè)整體。 </p><p>　　

79、這次課程設(shè)計(jì)與單純的機(jī)械設(shè)計(jì)不一樣，有了更多的收獲，體會(huì)也很多。在這次設(shè)計(jì)中我也學(xué)會(huì)了很多新東西，包括一些軟件的應(yīng)用。當(dāng)然最重要的是學(xué)到了基于單片機(jī)的幾點(diǎn)一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些基本方法。加深了對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理解，初步了解了一些常用工業(yè)控制元器件和掌握它們的使用方法。知道了設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)需要考慮到哪些方面，做個(gè)部分設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該先哪里后哪里的先后順序，讓我在以后的設(shè)計(jì)中會(huì)有一個(gè)清晰地思路，而避免走太多彎路。這次設(shè)計(jì)中那我了解了運(yùn)動(dòng)控

80、制卡、驅(qū)動(dòng)器、直流伺服電機(jī)的基本特性、使用方法，以及它們之間所需要的匹配關(guān)系。 </p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)我深刻的感到了理論和時(shí)間之間巨大的差別及其之間的聯(lián)系。平時(shí)理論知識(shí)學(xué)的很好，但是在課程設(shè)計(jì)中并不能得心應(yīng)手，會(huì)遇到很多不能解決的實(shí)際問題，這就需要加強(qiáng)實(shí)踐能力，一個(gè)同學(xué)的知識(shí)變成多個(gè)同學(xué)的知識(shí)，多個(gè)同學(xué)的知識(shí)變成一個(gè)同學(xué)的知識(shí)，這樣才能互相促進(jìn)、相互提高。</p><p>

81、　　雖然時(shí)間并不算長，但卻使得我獲得了很多課本上學(xué)不到的知識(shí)，初步掌握了查找工程用工具書進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟與技能，翻書查表，定尺寸取公差，直至最后的繪圖，將設(shè)計(jì)付諸于圖紙這一系列的過程和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作無疑是十分珍貴的經(jīng)歷。</p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李朝清 《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》 北極航空航天大

82、學(xué)出版社 </p><p>　　[2] 李發(fā)海 王巖. 《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》（第三版）[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社2006. </p><p>　　[3] 程志紅，唐大放.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》.南京：東南大學(xué)出版社，2006.8 </p><p>　　[4] 賈金鈴. 《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》[M]. 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 2006. </p>