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基于超声波测距与控制的运动实验平台研发
资料介绍
超声波具有定向性好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力较强等优点，超声波传感器可广泛应用于非接触式检测方法。其主要应用于倒车雷达、智能小车、建筑施工工地以及一些工业现场等场合。歩进电机是将一定序列的电脉冲信号转变为角度或者线位移的电磁执行机构，被广泛应用于数字控制和计算机控制等精密定位的控制系统中。研究基于超声波的步进电机控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
论文设计了由超低功耗MSP430单片机为核心的系统硬件电路，采用温度补偿和双头超声波测距模块来实现超声波测距；并由超声波测距获得的距离数据，通过H桥的驱动来控制步进电机的加减速、正反转等各项功能。论文实现了各功能模块的软件，软件设计采用了模块化程序设计思想，给出了软件程序的流程图及部分重要程序。最后，论文还就可能影响本系统测量精度的因素和干扰进行了分析并给出了相应的改进措施。在对步进电机低速转动时振动、噪声大以及高速运转时负载能力差等存在缺点的研究基础上，给出应该合理选择步进电机的升降速运行曲线，同时详述了PWM细分的算法，可以实现等步距角、等力矩均匀细分驱动步进电机，有助于改善步进电机运行性能。
测试表明，基于超声波的步进电机控制系统可以作为运动试验平台，实现运动的有效测距，在此基础上有效地进行运动控制。
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