风力摆控制系统论文最终版.docx

1、风力摆控制系统论文最终版风力摆控制系统-论文最终版2015年全国大学生电子设计竞赛（瑞萨杯）风力摆控制系统（B题）2015年8月15日本文论述了风力摆系统的工作原理和设计思路。系统采用STM32F103单片机为主要控制系统，用角位移传感器mpu-6050采集到风力摆的摆头的角度及位置，通过I2C总线传输发送到主控系统中，采用lcd12864显示采集到的信息，通过PID进行数据处理，产生相应的PWM信号，发送到相应的直流风机，控制直流风机实现自由摆动，从而画出直线、圆等轨迹。关键词：STM32F103单片机；角位移传感器mpu-6050；PID算法摘要 . I 目录 . II一、方案设计与论证

2、. 11.1方案比较与选择 . 11.1.1控制器模块比较与选择 . 11.1.2角度传感器模块比较与选择 . 11.1.3驱动模块的比较与选择 . 11.2系统最终方案选择 . 1二、测控方法分析与论证 . 22.1风力摆状态测量分析 . 22.2运动控制 . 22.2.1 电机的比较与选择 . 22.2.2控制原理和计算公式 . 2三、系统设计与分析 . 33.1主要电路设计 . 33.1.1 STM32F103单片机最小系统电路 . 33.1.2电源模块： . 43.1.3驱动模块： . 43.1.4陀螺仪模块 . 43.1.5系统整体电路原理图 . 43.2 软件程序设计 . 43.2

3、.1程序功能描述与设计思路 . 43.2.2程序流程图 . 43.2.3程序设计 . 5四、测试方案与测试结果 . 54.1测试方案 . 54.2测试仪器 . 54.3 测试结果及分析 . 54.3.1测试结果(数据) . 54.3.2测试分析与结论 . 6五、总结. 6参考文献. 7附录一 电路原理图 . 8附录二 程序流程图 . 9附录三 部分程序 . 10附录四 元器件清单 . 11一、方案设计与论证1.1方案比较与选择1.1.1控制器模块比较与选择方案一：采用STC89C51单片机作为控制器。STC89C51价格低廉,结构简单,且资料丰富；但是51单片机系统资源有限，8位控制器，运算能力有限,无法达到较高的精度，需要外接大量外围电路，增加了系统复杂度，达不到系统要求。方案二：采用MSP430G255