北航课程实验.doc

北京航空航天大学
本科生专业实验任务书
Ⅰ、专业实验题目:
数控式桥式吊车控制系统

Ⅱ、专业实验技术要求:
,摆动次数小于3次;
±10°;
;


Ⅲ、专业实验工作内容:
、D/A及定时器中断测试;
;
(能够在线修改参数,友好的控制界面);
。
Ⅳ、主要参考资料:








学院(系) 专业类班
学生
专业实验时间: 年月日至年月日
答辩时间: 年月日
成绩:
指导教师:
注:任务书应该附在已完成的专业实验(报告)的首页。
目录
图录 4
1. 系统设计任务及技术指标 5
技术指标 5
设计任务 6
2. 系统的组成和工作原理 6
6
工作原理 8
9
9
9
9
10
11
A/D程序 11
D/A程序 12
采样周期的实现 12
13
13
14
15
16
17
17
18
18
18
19
19
问题及解决方案 21
22
参考文献: 22
图录
图 1 系统结构图 7
图 2 控制系统框图 8
图 3吊车控制系统电路图 9
图 4控制软件主程序结构图 10
图 5中断程序软件结构图 11
图 6双极性D/A 数码/电压对应关系 12
图 7软件初始界面 13
图 8功能选择界面 14
图 9参数设置界面 15
图 10参数设置界面 15
图 11运行程序主界面 16
图 12软件新手向导界面 17
图 13软件基本信息界面 17
图 14 吊摆实现电路 18
图 15 吊车运行结果 19
图 16 吊车扰动图 20
1. 系统设计任务及技术指标
技术指标
1) 摆角稳定时间小于5 秒,摆动次数小于3 次
2) 吊车启动时最大摆角小于±10°
3) 米/秒
4) D/A 输出100mV 电机起动,D/A 输出5V 时对应电机最大速度
设计任务
1) 系统方案设计和主要元部件选择
2) 系统元部件测试
3) 建立系统数学模型
4) 系统设计静态设计、动态设计和仿真
5) 数字控制系统电路设计
6) 数字控制器软件设计
7) 闭环系统实验和调试
8) 编写课程设计及专业实验报告
2. 系统的组成和工作原理

数字桥式吊车系统的结构如图 1所示。
图 1 系统结构图
吊车系统的整套机械部件安装在一块底板上。底板上固定着导轨、皮带轮、电机、测速机、车位置反馈电位计,底板开槽,使吊摆垂下去。 米,吊车组件包围在轨道外,四个车轮在导轨上方运动,吊车板下面连着小车板支架和角位置电位计支架,两支架之间安装吊摆,在角位置电位计支架上装有测量吊摆角度的单圈电位计。
计算机作为数字控制器实现对系统的实时控制,同时也为操作者提供人-机界面,完成对系统的监督管理功能,如实时画图、采集数据等。A/D D/A 接口板插在计算机内,完成模数、数模转换。小功率随动系统用于电压和功率放大。电机、测速机是系统的执行元件和速度反馈元件,电位计1 和2 分别是车位置反馈元件和摆角度反馈元件。
计算机、A/D、D/A 板,小功率随动系统、电机、测速机、桥式吊车装置通
过机械或电气手段连接成一个整体。其中电气连接通过控制盒实现。
工作原理
数字桥式吊车系统的控制系统框图如图 2所示。
图 2 控制系统框图
吊车(下装吊摆)在电机拖动下沿固定的直线导轨进行运动,相应地,产生了吊车直线位移和吊摆的转角。线位移由与皮带轮同轴安装的多圈电位计测得,角位移由安装在吊摆上的单圈电位计测得,吊车的运动速度由与