风板控制装置Word格式文档下载.docx

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关键词:

STM32风板控制装置PWMLCD风板控制装置

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风板控制装置

第一章基本方案选择与确定............................................................................................3

1.1控制模块............................................................................................................3

1.2电源模块..............................................................................错误～未定义书签。

1.3电机模块............................................................................................................3

1.4传感器................................................................................................................4

1.5最终方案............................................................................................................4二章系统硬件的实现...................................................................................................第4

第三章系统软件设计......................................................................................................6

3.1过程描述.............................................................................................................6

3.2程序设计.............................................................................................................6第四章系统调试.............................................................................................................6

4.1系统方法...............................................................................错误～未定义书签。

4.2功能调试.............................................................................................................6

3调试结果分析......................................................................................................64.

结论.................................................................................................................................7参考文献..........................................................................................................................7

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第一章基本方案选择与确定

根据题目中的设计要求，本系统主要由控制器模块、电机驱动模块、风扇、角度传感器、帆板等构成，本系统方框图如图11所示。

图1-1系统方框图

1.1控制模块

方案一:

AT89C52AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元C52需要把芯片从线路板上抠下来放到编程器上烧写程序，之后再放回去，极不方便，其控制不能太复杂。

方案二:

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核。

按性能分成两个不同的系列:

STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。

增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品;

基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。

比较以上二种方案，因为本系统的控制较为复杂，计算量较大，所以选用方案二。

1.2电机驱动模块

电机控制方式选用PWM控制其转速。

脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

脉冲宽度调制是一种模拟控制方脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

1.3风扇

风扇主要由电机及其扇叶。

因为电机的主要的控制部件，所以电机的选用很主要。

其选用的方案主要有以下二方面。

小型轴流风机超大风量双滚珠暴力风扇。

控制简单，风力较大，只需用两个风扇控制风板摇摆，但其反应速度较慢，不能满足对风板的控制。

3

空心杯电机反应速度快，风力较小，需多个才才能满足对风板的控制。

通过多次实验比较，方案二相对更稳定，本系统采用方案二。

1.4角度传感器

霍尔角度传感器。

无机械触点，阻尼极小，寿命超长，0-360度满圈测量无死角，铝合金表面氧化坚固耐用，做工精细，分辨率12位。

可选用线性可变电阻器。

其特点为精度高，测量范围广，但灵活度低，价格高，不易于安装。

本系统将采用方案一。

1.5最终方案

经过反复论证，最终确定了以下方案:

（1）主控制器选用ST,32。

（2）电机驱动模块采用PWM控制方式。

（3）风扇空心杯电机,为提高其风力采用3个一组,共2组。

（4）角度传感器采用霍尔角度传感器。

第二章系统硬件的实现

2.1结构设计

本系统结构主要有底板，两个侧档板，转轴，角度传感器，V型块，二组风扇，风板。

其结构图如2-1所示。

底板尺寸600mmX360mmX50mm;

侧档板尺寸400mmX5mmX360mm;

风扇采用3个一组，其位置如图2-2所示。

风扇在底板位置如图2-3所示。

秀采用V型块可以保证风板轴的同轴度。

图2-1系统结构图

4

图2-2风扇结构图

图2-3风扇位置图

5

第三章系统软件设计

3.1控制方式

目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器（intelligentregulator），其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。

本系统采用PID控制。

3.2程序设计

程序流程图如图3-1所示。

图3-1系统流程图

第四章系统调试

4.1功能调试

（1）风机位置调试:

首先将帆板转到要求的最低位置，将其对应的一组风机通电，调整其位置及角度，使其能够将风板转到另一侧。

按此方法调整另外一组风机。

（2）风板位置调试:

首先将风板放置到底座板正中心位置，将风板放置在90度，能够停留2~3秒，既放置完成。

4.2调试结果分析

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调试结果如表4-1所示。

表4-1调试结果

题目要求调试项目调试结果

预支风板控制角度过

完成基本要求

（1）度过程时间和停留时间及

各误差

在45?

~135?

范围内完成基本要求

（2）预置两个角度值

现实风板设置的控制完成基本要求（3）角度

基本完成发挥部分

（1）预置风板控制角度

范围内基本完成发挥部分

（2）预置两个角度值?

结论

本系统控制器模块、电机驱动模块、风机模块、传感器、帆板等构成。

测量结果送回STM32，通过按键可以控制风力大小和设置角度，控制风机，能做到吹动风板到达预设角度，并用LCD将相关数据显示出来。

但任由不足之处，硬件方面的制作成为一个时间上的高消耗。

参考文献

1.黄争.数据转换器应用手册.电子工业出版社.2010

2.黄争李琰.运算放大器应用手册电子工业出版社.20103.稻叶保.振荡电路的设计与应用.电子工业出版社.2013

程序见附件1

实物图见附件2

7

#include"

stm32f10x.h"

#include"

lcd.h"

delay.h"

dt.h"

eeprom.h"

adc.h"

fan.h"

control.h"

exti.h"

dc.h"

usart.h"

bsp_led.h"

tim4.h"

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