基于单片机的小型平台自动调平控制系统的研究

发布时间：2017-04-26 16:07

  本文关键词：基于单片机的小型平台自动调平控制系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,自动调平技术在大型重载设备上的应用已经研究得比较成熟,但对于小型轻载设备,自动调平技术还涉及得很少。实际上,像电网中常用的对水平度要求较高的小型电力设备——隔离开关机构箱安装平台,它的水平度直接关系到整个电网的可靠运行。为此,本文专门针对小型平台进行自动调平控制系统的研究,结合本课题的实际要求,综合比较多种方案的优缺点,确定了符合本系统的优化调平方案和调平策略,设计出一款以ATmega162单片机为控制核心的小型平台机电式自动调平控制系统,实现了小型平台的快速、稳定、高精度自动调平,解决了长期以来人工手动调节小型平台所带来的费时费力、调节精度低等缺陷。本文主要包括以下内容:(1)论文详细叙述了自动调平技术的发展现状与趋势,指出了自动调平控制技术现阶段的主要应用范围,并提出了本文需要解决的关键问题。(2)系统总体方案设计:本文结合选题的要求分析了现有调平方法的优缺点,确定了系统合理的支撑方式和传动方式,然后详细探讨了系统的电气组成和控制原理,完成了系统的总体设计。(3)系统硬件设计:首先结合系统的成本和功能要求,确定系统硬件的总体构成,完成了系统关键元器件的选择,然后分单元对各个功能模块的硬件电路进行了设计,同时充分考虑系统可能存在的干扰问题,设计了相应的抗干扰电路,完成了系统主控制原理图和PCB的设计。(4)系统软件设计:首先结合系统功能的要求详细探讨了控制算法、调平流程及控制原理后,提出了合理的主程序设计流程,并用C语言按程序流程进行编译,完成了主控驱动程序的设计,然后根据系统对人机界面的要求,完成了人机界面及其驱动程序的设计。(5)系统现场调试:试验结果表明本系统能够很好地满足系统的设计要求,并且为同类产品的设计提供了参考。
【关键词】：小型平台 自动调平 高精度 机电式 单片机
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TP368.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 选题的来源、背景及意义9-10
• 1.1.1 选题的来源9
• 1.1.2 选题的背景及意义9-10
• 1.2 自动调平系统的研究进展10-12
• 1.3 选题的主要研究内容12-14
• 第2章 调平系统的总体方案设计14-23
• 2.1 系统的设计要求14
• 2.2 系统的调平方法14-15
• 2.2.1 系统支撑方式的选择14
• 2.2.2 传动方式的选择14-15
• 2.3 系统的电气设计方案15-18
• 2.3.1 主控模块15-16
• 2.3.2 执行机构16
• 2.3.3 传感检测单元16-17
• 2.3.4 “虚腿”及其避免方法17-18
• 2.4 系统的控制原理18-20
• 2.5 系统的主体构成20-21
• 2.6 系统的总体设计21-22
• 2.7 本章小结22-23
• 第3章 自动调平系统的硬件设计23-40
• 3.1 系统软硬件开发工具介绍23
• 3.2 系统关键元器件的选择23-32
• 3.2.1 主控芯片的确定23-25
• 3.2.2 传感器的确定25-26
• 3.2.3 A/D转换器的确定26-27
• 3.2.4 伺服电机的确定27-31
• 3.2.5 操作面板31-32
• 3.3 调平系统的硬件电路设计32-40
• 3.3.1 ATmega162最小系统电路设计32-33
• 3.3.2 水平倾角采集电路设计33-34
• 3.3.3 LED指示灯电路设计34-35
• 3.3.4 系统A/D转换电路35
• 3.3.5 抗干扰电路设计35-36
• 3.3.6 系统主控制电路原理图36-39
• 3.3.7 系统主控模块PCB设计39-40
• 第4章 自动调平系统的软件设计40-55
• 4.1 系统软件开发工具40-41
• 4.2 系统的调平策略41-47
• 4.2.1 位置误差调平法41-44
• 4.2.2 角度误差调平法44-45
• 4.2.3 综合比较确定系统调平方法45-47
• 4.3 系统程序流程设计47-49
• 4.3.1 主控制程序流程设计47-48
• 4.3.2 调平原理子程序流程设计48-49
• 4.4 系统主控驱动程序设计49-51
• 4.4.1 串口初始化程序设计49-50
• 4.4.2 两个定时器初始化程序设计50
• 4.4.3 USART串口驱动程序设计50-51
• 4.5 人机界面驱动程序设计51-55
• 4.5.1 触摸按键设计51
• 4.5.2 主菜单设计51-53
• 4.5.3 倾角传感器角度误差值显示程序设计53-55
• 第5章 系统的调平试验55-57
• 第6章 总结与展望57-59
• 6.1 总结57-58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62

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