1.实习任务与要求
1.1实习目的
1、机械构件如何通过电机驱动实现不同的动作; 2、控制电路的设计及其分析;
3、控制器如何通过传感电路感知世界; 4、设备如何构成控制反馈等。
1.2实习要求
1、熟练掌握单一传感器、单电机在控制器作用下实现具体机械构件的控制。 2、熟练掌握控制器采集多类型、多数量传感器信息并通过复杂电路控制多 电机实现对多 机械构件的控制;
3、熟练掌握各种电机在控制器作用下,驱动机械构件实现复杂运动。
2.1四轮直流电机智能小车
2.1.1小车的装配
组装按照电路图要求组装,组装完成如附件直流小车图。 2.1.2电机系统
1.电机的工作原理:
复杂的直流电机结构可简化为电机具有一对主磁极,电枢绕组只是一个线圈,线圈两端分别联在两个换向片上,换向片上压着电刷A和B,如图2-2。
1— 主磁极:励磁绕组上加上直流电压,励磁绕组上有励磁电流通过,使定子铁心产生固定磁场,即定子的主要作用是产生主磁场。
2—电机绕组:在固定的磁场中旋转,主要作用是产生感应电动势或产生机械转矩,实现能量的转换。
3、4—换向器:电刷固定不动,换向片与电枢绕组一起旋转,主要作用对电动机而言,则是将外加的直流电流转换为电枢绕组的交变电流,并保证每一磁极下,电枢导体的电流的方向不变,以产生恒定的电磁转矩。
2.直流电机的控制
1.使用脉冲宽度调制(PWM)方式来驱动直流电机,也就是给直流电机输入占空比可调的方波,当电平为1时电机转动,电平为0时电机停止。电动机的驱动方波周期一定,通过改变高电平的持续时间来控制电动机使能,从而改变电动机一个周期内动作时间,达到控制电动机转速的目的。
控制加减速时可以控制占空比的变化,是占空比不断减小可以控制电机的减速,相反可以控制电机的加速。
直流电机控制基本原理:两个电极与电源正接或反接,可以使其正转或反转。 由于直流电机的工作电流比较大,不能直接使用单片机来驱动,一般使用集成芯片L293D或L298D。
3.控制信号:每1个电机需要3个控制信号EN1、IN1、IN2(如图2—3); EN1是使能信号。选用一路PWM连接EN1引脚,通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速;
IN1、IN2为电机转动方向控制信号。IN1、IN2分别为1,0时,电机正转;反之,电机反转。(为节省单片机引脚,可以只用一路I/O口,经反向器74HC14分别接IN1和IN2引脚,控制电机的正反转。)
2-1-2
前进:左侧轮子逆时针转,右侧轮子顺时针转。 后退:右侧轮子逆时针转,左侧轮子顺时针转。 左转:左侧向后转,右侧向前转。 右转:左侧向前转,右侧向后转。 2.1.3程序流程图
1.循迹
开始检测结果为000或010?NY前进结果为100或110?NY结果为001或011?N左转Y结果为111?N右转Y停止结束
2.遥控