智能电动平衡器设计与实现

发布时间：2017-03-16 22:01

  本文关键词：智能电动平衡器设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济社会的发展,辅助提升装置在配件焊接、汽车模具、装配生产线、流水线或定工位工作等场合,对降低操作工作的劳动强度、提高劳动生产效率有极大的帮助。因而人们对辅助提升装置有越来越高的需求,尤其对使用方便、能实时感应操作人员操作意图的智能型辅助提升装置需求较大。论文采用模糊控制技术,以美国TI公司生产的MSP430F149单片机为主控制芯片,使用交流伺服电机作为驱动动力,设计实现了智能电动平衡器,具有一定的实用价值和推广价值。本文主要分为五部分,第一部分阐述了研究背景和研究内容,对系统的工作原理以及基本结构进行了分析讨论,并对系统的整体功能框架进行了设计。第二部分为智能电动平衡器的机械结构设计以及安全性保护功能设计,主要包括伺服电机选型,传动机构设计及减速比计算,各种安全性保护功能设计等。第三部分为智能电动平衡器的硬件电路设计,主要包括主控制板设计、数码管显示板设计、可编地址码红外遥控器设计和称重传感器选择等。第四部分为智能电动平衡器的软件设计。首先利用MATLAB模糊工具箱进行模糊控制器的设计并得到查询表,再将查询表放入控制流程中构建系统控制流程图,最后利用IAR systems for msp430开发平台编写控制程序,实现了遥控模式和浮动模式两种模式的功能,主要编写了称重数据采样、红外接收、串口通信以及数码管显示等各功能模块。第五部分对系统的各项功能进行了分析测试,验证了系统的实用性。测试表明,本文设计的智能电动平衡器能够满足用户各项功能需求,稳定可靠、实用性强。
【关键词】：电动平衡器 模糊控制 红外遥控 机械结构 伺服电机
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 研究现状9-15
• 1.2.1 国外研究现状9-13
• 1.2.2 国内发展现状13-14
• 1.2.3 发展趋势14-15
• 1.3 论文的研究内容及章节安排15-16
• 1.3.1 主要研究内容15
• 1.3.2 论文章节安排15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 智能电动平衡器系统设计方案17-22
• 2.1 系统工作原理17-19
• 2.1.1 遥控模式17
• 2.1.2 浮动模式17-19
• 2.2 系统组成19-21
• 2.2.1 机械机构规划20
• 2.2.2 硬件系统规划20
• 2.2.3 软件系统规划20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 智能电动平衡器机械结构及安全保护设计22-26
• 3.1 驱动电机的选择22-23
• 3.2 减速比计算23-24
• 3.3 安全性保护设计24-25
• 3.3.1 断电保护24
• 3.3.2 防反弹保护24-25
• 3.3.3 超载保护25
• 3.3.4 限位保护25
• 3.3.5 密码保护和超时保护25
• 3.4 本章小结25-26
• 第四章 智能电动平衡器硬件设计26-40
• 4.1 称重传感器选型26-27
• 4.2 主控制板设计27-35
• 4.2.1 最小系统模块27-31
• 4.2.2 红外接收模块31-32
• 4.2.3 串.通信模块32-34
• 4.2.4 模数转换模块34-35
• 4.2.5 蜂鸣器模块35
• 4.3 红外遥控器设计35-37
• 4.4 数码管显示电路板设计37-38
• 4.5 本章小结38-40
• 第五章 智能电动平衡器软件设计40-59
• 5.1 软件系统结构40
• 5.2 软件系统设计实现40-53
• 5.2.1 遥控模式子程序设计42-44
• 5.2.2 浮动模式子程序设计44-46
• 5.2.3 模糊控制器设计46-52
• 5.2.4 模糊控制器的应用52-53
• 5.3 各功能模块设计53-58
• 5.3.1 称重数据采样控制53-54
• 5.3.2 红外接收控制54-56
• 5.3.3 串.通信控制56
• 5.3.4 数码管显示控制56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 智能电动平衡器的测试59-63
• 6.1 性能测试60-62
• 6.2 安全保护测试62
• 6.3 报警信息一览表62
• 6.4 本章小结62-63
• 第七章 总结与展望63-65
• 7.1 总结63-64
• 7.2 展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘大千;黄鹤;雷振伍;李超;;MODBUS的主/从站设计[J];工业控制计算机;2013年11期

2 余孝安;夏彬;;基于RS-485总线实现PC机与多单片机间通信的一种方法[J];现代经济信息;2009年01期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 路敦民;被动式五连杆人机合作机器人研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

2 董玉红;欠驱动力合作机器人的驱动及控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李红雷;多绳提升机钢丝绳张力定期监测方法与系统的研究[D];太原理工大学;2010年

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本文编号：252354