基于自由摆的平板控制系统设计报告(6)

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

率时，可利用90度相位差的A、B两路信号进行倍频或更换高分辨率编码器。2000线的编码器转轴旋转一周可以输出2000个脉冲，可以实现极高精度的角度检测。

综合以上三种方案，选择方案三。

1.3电机模块的论证与选择1.1.1.1.3

方案一：采用步进电机控制平台旋转。步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。但是不经细分的步进电机控制精度不高，速度响应也较慢。

方案二：采用伺服电机控制平台旋转。在伺服系统中控制机械元件运转的发动机是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可控制速度,位置精度非常准确。它将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机在控制精度、低频和矩频特性、过载能力、运行和速度响应性能等方面都优于步进电机。

综合考虑采用方案二。

1.2系统硬件结构设计

图1

系统总体结构框图

系统以STM32F103VE作为核心处理芯片，包括角度检测模块、键盘输入模块、电源模块、电机模块、显示模块和声音提示模块等功能模块，该系统的总体结构框图如图1所示。

各模块的具体功能如下:

角度检测模块:该模块利用增量式旋转编码器实现对摆杆倾斜角度的实时监测，并将信息反馈给处理器。

键盘输入模块:该模块利用键盘按键实现系统程序的切换。电机模块:该模块利用伺服电机实现对旋转平台的实时控制。显示模块:该模块利用LED灯实现信息的显示。