风力摆控制系统.doc

风力摆控制系统.doc风力摆控制系统摘要:系统以AT89S52单片机为控制器,L298N芯片构成电机驱动电路,利用四个直流风机完成对摆运动的控制。通过传感器MPU6050采集摆的姿态数据,同时将采集数据传送给单片机,单片机利用PID算法计算得到相应控制量,输出PWM脉冲控制驱动电路驱动风机使摆完成规定运动。实验结果表明,系统性能较好,能满足设计指标要求。关键词:风力摆;单片机;L298N;PID算法中图分类号::A文章编号:1009-3044(2016)11-0216-02Abstract:posedofMCUAT89S52,c.,,,:windpowerswing;MCU;L298N;PIDalgorithm1风力摆控制系统组成系统由五部分构成,分别是控制器AT89S52,驱动电路L298N,风力摆运动部件,摆角度检测电路、人机交互键盘和LCD显示器。、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在线可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器,时钟频率、存储空间和基本接口完全可以满足系统控制要求。,具有双H桥大电流输出驱动的集成电路,输入信号兼容TTL电平,输入电压最大46V,输出直流电流最大4A,可以驱动直流电机、步进电机或继电器等执行机构。它具有两个使能控制端,在不受输入信号影响的情况下允许器件控制两路输入信号,所以使用一片L298N芯片可以驱动两台直流电机。通过输入PWM脉冲,控制加在直流电机上的平均电压,从而达到控制风机转速[1]。[2]MPU是一款6轴运动检测传感器,包括三轴陀螺仪角速度检测,利用内部16位A/D转换器可以实现检测X、Y、Z轴在±250°、±500°、±1000°与±2000°/s数字量可控输出,三轴加速度检测可以实现±2g,±4g,±8g和±16g范围测量,利用16位A/D转换器输出相应数字量。另外芯片内部集成一个数字运动处理器DMP完成三维运动数据处理或运动姿态识别。将MPU6050固定在风力摆上,通过它监测摆的角度,同时将采集的数据送给控制器进行处理。MPU6050构成的角度监测电路如图2。,用于显示角度、幅度等参数,为了节省单片机I/O口资源,LCD选择串行通信方式完成信?传?。?键电路为了能?对风力摆运动的?式、??和?转角度等参数进行设定,同时??电路??,选择??式结构的五个键