基于自由摆的平板控制系统设计报告(8)

2011年 全国大学生电子设计竞赛 基于自由摆的平板控制系统 B题

2平台状态测量与控制方法2.2.2

2.1摆杆摆动角度的测量方法2.2.2.2.1

如图4所示，增量式旋转编码器固定在图中A处，编码器转轴与摆杆轴承相连，可以实时监测摆杆旋转角度θ。编码器转轴旋转一周产生2000个脉冲，处理器通过检测接受脉冲的个数测量摆杆旋转角度。

2.2平台旋转角度的控制方法2.2.2

如图4所示，伺服电机固定在图中B处，电机转轴与平台中心轴相连，可以实时控制平台旋转角度。伺服电机接受4000个脉冲旋转一周，电机通过处理器发送的脉冲个数控制平台的旋转角度。2.3角度传感器向电机的信息传递2.2.2

如图5所示，因为编码器的检测与电机的控制都依靠脉冲的个数且前者与后者一

图4机械结构示意图

图5信息传递过程

周的脉冲比为1:2，所以只要控制好脉冲个数就能实现角度传感器向电机的信息传递。以两者同步等角旋转为例，处理器只需将接收到的编码器的脉冲个数乘以二发送给电机即可。

3电路与程序设计

3.1电路的设计

3.1.1平台控制子系统框图和电路原理图

2011年 全国大学生电子设计竞赛 基于自由摆的平板控制系统 B题

12345

+VCC ABC

H38S6

PB6PB7PA1PA8

STM32F10

3VE

+VCC12

A B

34

HC-PQ13

图6平台控制系统框图

伺服电机HC-PQ13

编码器H38S6

图7平台控制系统框图

2系统输入和显示子系统电路原理图3.1.3.1.2

图8系统输入和显示子系统电路图