一种单片机控制的步进电机自动定位系统

一种单片机控制的步进电机自动定位系统

一、单片机控制的步进电机自动定位系统(论文文献综述)

赵轩[1](2021)在《房车太阳能电池板折叠机构自动追光系统设计与研究》文中指出太阳能是一种清洁、可再生的新能源,通过光电转换将太阳能转化成电能,为房车生活区电器设备供电,解决了直接供电方式使用受限、不环保和不方便携带的问题,但太阳能房车存在太阳能电池板安装面积小、光电转换效率低和易于损坏的弊端。为此,本文针对上述问题,设计了一种房车太阳能电池板折叠机构,并对其进行研究。首先,对视日运动轨迹追踪与光电追踪优缺点进行了比较分析,采用视日运动轨迹追踪与光电追踪相结合的太阳追踪方式。同时对视日运动轨迹追踪系统的赤纬角和时差算法进行分析,选用Spencer赤纬角和Lamm时差近似算法,计算太阳高度角和方位角。其次,本文选用STM32F407单片机控制整个系统,利用NEO-7M GPS模块为视日运动轨迹追踪获取地理位置的经纬度和时间信息。基于Android系统设计了太阳能电池板折叠机构操作系统,使用Android Studio软件开发了一款“助你行”手机APP。对太阳能电池板折叠机构自动追光系统软件进行总体设计,包括视日运动轨迹追踪系统软件和光电追踪系统软件两部分。再次,为了减少路面激励对太阳能电池板的损坏,提出了一种新型粘弹性阻尼器隔振装置,对随机路面、粗糙路面和离散路面工况响应进行控制。建立耦合隔振装置1/4房车模型,利用振型叠加法解耦方程,求解系统动力响应,研究了不同路况下刚度参数对粘弹性阻尼器减振和耗能效果的影响,数值仿真发现不同路况刚度值最优时,粘弹性阻尼器减振和耗能效果最好。利用ANSYS软件一阶优化算法,对粘弹性阻尼器结构进行尺寸优化,对比分析发现优化后的粘弹性阻尼器减振效果更好。最后,制作房车太阳能电池板折叠机构样机,对机械结构、硬件和软件进行联合调试,并进行追光实验,实验数据表明系统追光精确满足设计要求,折叠机构太阳能电池板光电转换效率更高。

叶芙蓉[2](2021)在《丘陵山区茶园自动喷药装置研制》文中认为我国是世界上茶园种植面积最大的国家,有超过60%的茶园分布在丘陵山区,丘陵山区独特的地形限制了茶园的自动化管理。茶树的病虫害防护在茶园的日常管理中尤为重要,如今茶园自动化管理中喷药作业基本靠人工完成,使得劳动力紧张,作业成本增加。传统的喷杆式喷药装置,无法实现高效、精准且低污染的喷药。为实现丘陵山区茶园自动化喷药,解决我国目前丘陵山区茶园喷药质量差、喷药效率低、人工劳动强度大、农药对土壤、环境污染严重和大中型拖拉机无法进入茶园等问题,本文通过查阅大量相关文献,分析比较国内外不同类型喷雾机的性能特点,并结合目前我国丘陵山区茶园管理的实际情况,深入调查、了解茶园管理者的实际需求,研制开发一款能够以丘陵山区为使用环境、中小型移动平台为基础、机械结构紧凑且具备自适应能力的茶园自动喷药装置。主要研究内容如下:(1)丘陵山区茶园自动喷药装置关键部件设计。根据茶园害虫喜欢在茶树中下部成熟老叶背面取食的特点,采取水平方向喷射和45°角方向喷射相结合的喷药模式;采用超声波测距模块自动对靶,实现喷头与茶树冠表层之间位置的定位。结合丘陵山区茶园实际条件、设计要求和农艺要求,并考虑茶园自动喷药装置在茶垄间的通过性和自适应性等因素,对自动喷药装置进行机械结构设计。运用Solid Works软件绘制茶园自动喷药系统三维模型,自动喷药装置的喷杆支架在垂直方向上可移动范围为0~700mm,测量并计算得到喷杆长度为1100mm,喷头间距为500mm。根据自动喷药装置喷雾性能要求,对电动泵、电磁阀和扇形喷头的使用压力和最大流量进行分析和计算,对管道内流体流动阻力能量损失和局部水流损失定量计算并进行压力补偿,确定喷药回路系统性能参数。(2)控制系统硬件设计。对主控系统进行硬件电路设计,并编写了自动控制程序。利用超声波传感器测距模块,检测茶树冠表层与喷头空间位置,提高数据准确率和对靶精度。采用车速检测模块,对自动喷药装置运行速度进行检测,以研究行走速度对喷药质量的影响。(3)喷雾性能综合试验平台试验。运用喷雾性能综合试验平台对扇形喷头的参数、雾滴粒径大小和喷雾均匀性等指标数据进行测试。试验结果表明:在药液动力单元提供0.30MPa压力、喷头到茶树冠表层的距离为400mm的情况下,空气阻力对喷头参数不造成影响;该喷药条件下喷雾角为102.6°,雾滴粒径为89.784μm,小于100μm容易被植物叶面吸收,液量分布变异系数值均小于标准中规定的50%,满足国家标准中机动喷雾机作业质量要求。(4)茶园现场试验。当茶园自动喷药装置行驶速度在1~3m/s范围内、喷杆至茶树冠层距离在300~500mm范围内时,以雾滴平均覆盖率作为主要评价指标,沉积密度作为辅助指标,采用正交试验设计方法进行试验研究,进行三因子三水平正交试验,检验喷雾高度、行驶速度及冠层梯度对喷药质量的影响。试验结果表明:茶树不同冠层梯度下各点位雾滴平均沉积密度均大于26个/cm2,高于JB/T9782—2014《植保机械通用试验方法》对喷雾机中喷幅界定的20个/cm2要求,试验中各喷施参数对雾滴沉积密度的影响程度从大到小依次为冠层梯度、喷雾高度、行驶速度。其中,不同冠层梯度沉积密度最大为表层,冠层中、下部的雾滴沉积密度差异性相对较小,无显着性。喷雾高度越高,雾滴沉积个数越少,且高度为30cm时的雾滴数量显着多于50cm时的雾滴个数。

杨冰[3](2021)在《一种适用于复杂地形的智能轮椅的设计》文中研究说明智能轮椅给行动不便人群提供了就业、生活等方面的帮助,针对此应用背景,本课题展开的可适用于复杂地形的智能轮椅的相关研究具有一定的理论与实用价值。本文以模块化思路制定了适用于复杂地形的智能轮椅的系统结构框架和各个模块系统,包括智能轮椅四轮驱动系统、自动调平系统、避障系统和自动定位与通信系统。以STM32F103ZET6微控制器为核心,设计相应的外围电路的智能控制硬件平台,完成了整机的软、硬件设计,实现预期的功能和控制效果。(1)针对复杂地形环境不便行走且有安全风险的问题,设计了四轮全驱动系统,增加语音识别人机接口和操纵杆人机接口来实现轮椅的两种行进方式;(2)设计了一种机电四点式菱形调平系统,解决了智能轮椅的自平衡和角度调节受限的问题,预使轮椅座位在0度到30度的范围内达到自动快速调平的目的,防止在上坡和下坡时由于重心不稳发生事故,保证轮椅车身的自动平衡;(3)为使用者能够及时地了解轮椅周围的环境,本文研究设计出了基于多传感器技术、两种传感器相互融合的避障安全出行系统,不仅能在复杂地形中检测障碍物,还能针对测距信息做出相应的语音提示报警,帮助使用者实现避障;(4)利用GPS/北斗双模定位模块+GSM移动网络,实现了监护人与智能轮椅使用者之间的位置共享,实现双向通信。并设置了紧急报警模块,做到全面、全方位地保证智能轮椅使用者出行时以及在复杂地形环境中的安全。通过测试,结果表明:本设计实现了语音控制、自动调平、避障与定位实时通信、报警等功能,提高轮椅使用者在复杂地形环境行走的安全性,帮助使用者勇敢地走向社会、改变生活模式、增强独立性。

张磊[4](2020)在《基于机器视觉的自动定位系统的研究》文中指出定位系统是高精度机床以及电子设备制造行业的重要组成部分,其不仅对控制精度方面至关重要,而且对加工效率以及产品质量方面也影响重大。本文设计了一种基于机器视觉的自动定位系统,采用工业相机作为位置检测传感器进行图像采集,通过上位机结合VC++图像处理软件对控制目标进行位置定位,并结合模糊自整定PID控制算法驱动运动平台的执行机构,实现了准确高速的定功能要求。首先,对定位系统的国内外的发展状况做了综述,对基于机器视觉的自动定位系统进行了总体设计。其次,提出了模糊自整定PID控制算法,这种算法不仅能够满足快速的反应以及较小的稳态误差,而且控制简便,易于操作。本课题的定位系统便是以此算法为核心进行设计的。除算法外,对图像部分的位置检测、控制电路的电路设计、步进电机的驱动方式、上位机与下位机的通信等,都进行了设计。上位机采用MFC设计了人机交互界面,下位机采用HAL库完成了单片机的控制系统设计。最后,通过实验验证了此定位系统的可靠性和准确性。在实验中通过对不同位置的目标物体进行定位,均能达到30μm以下的误差,证明了位置控制的准确性,并且定位过程中系统运行平稳,确保了此定位系统的可行性。

马天杰[5](2020)在《基于Delta机器人的视觉点漆系统研究与开发》文中认为点漆是一种将油漆或是其它有色液体涂覆在物体表面或槽孔中的工艺,广泛应用于工业生产和日常生活中。目前市场上出现了半自动点漆机和全自动点漆机,但存在着灵活性较差,对工作环境要求高,工作效率低等问题,因此迫切需要一套自动化程度高、加工速度快、精度好的点漆系统。本文将Delta机器人与机器视觉相结合应用于点漆加工。利用机器视觉实现产品的自动定位,同时发挥出Delta机器人高精高速的优势来提高加工效率。本文的主要工作内容如下:(1)对视觉点漆系统总体结构进行了设计。视觉点漆系统由机械结构、视觉定位系统、运动控制系统和点漆阀系统组成。设计并搭建了Delta机器人作为点漆系统的机械结构,并对视觉定位系统、运动控制系统和点漆阀系统进行了方案设计和硬件选型。(2)设计了基于模板匹配算法的视觉定位系统。针对点漆产品表面光滑、易反光的特点,对模板匹配算法和图像边缘检测算法进行了研究。对模板匹配算法进行了改进,将匹配过程分为粗匹配和精匹配提高了匹配速度,加快了大约0.23s。并根据实际加工存在多个物体需同时加工的情况编写了多模板匹配算法。(3)研究了适用于视觉点漆系统的路径规划算法。将蚁群算法引入到视觉点漆系统的路径规划中。利用C#设计制作了仿真平台,通过大量的仿真实验比较了传统X/Y优化算法、遗传算法和蚁群算法在路径规划上的效果。实验结果表明蚁群算法优化路径长度仅为X/Y方向优化路径长度的40%50%,运算时间比遗传算法更短,适合应用于点漆路径规划。(4)针对Delta机器人由于装配间隙、长时间运行导致的误差问题,提出以双目视觉系统对机器人误差进行测量并补偿的方法。设计搭建了自动调焦标定装置代替人来完成双目相机的调焦和标定,实现了无人化操作。通过实验证明,该方法补偿后的机器人重复定位精度达到了30μm。(5)软件设计和点漆系统测试。利用C#语言进行了系统软件设计,包括相机控制模块、模板匹配模块、路径规划模块和串口通讯模块。对点漆系统的图像定位精度和连续出料进行了测试。图像定位模块最大位置误差不超过1 pixel,最大角度误差不超过0.1°。针对直线出漆不均匀的问题改进了控制方法。本文主要研究工作在于将Delta机器人、机器视觉和点漆技术结合起来,成功研制了一套自动点漆系统。并通过一套自主开发的轨迹测量补偿系统,使机器人末端重复定位精度达到了30μm,定位精度达到50μm。该视觉点漆系统除了应用于传统的产品上色领域,还可应用于需求量日益增多的定制加工领域,如食品定制,具有实际的工程应用价值。

许明西,何汉武,吴悦明,邹序焱,陈友滨[6](2020)在《虚拟实验热触觉再现系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理针对目前虚拟实验热触觉装置缺乏的现状,设计了一种基于PTC(Positive Temperature Coefficient)加热片的热触觉感知复现系统。该系统利用HTC VIVE的红外定位,将虚拟环境下热源的空间位置映射为现实环境下制热模块的空间位置。根据虚拟实验中不同位置和不同温度的热源,使用两个步进电机控制热源的位置和方向,并提供4个自由度的热源定位方法;使用PID控制算法控制PTC加热片产生热风的温度,获得不同的热触觉感知。该系统以一种非接触式的触觉感知来呈现虚拟实验的热触觉,保证了热触觉产生的真实性。通过铝热反应虚拟实验,验证该系统的实用性,结果表明该系统的热触觉再现能够提高虚拟实验的真实感受,补偿触觉上缺失的热反馈。

刘赓[7](2019)在《光伏发电用太阳追踪系统的研究》文中研究表明随着人类社会的进步,太阳能、风能、潮汐能、核能等一次能源的开发和利用受到广泛重视。在利用光伏电池板接收太阳能进行发电的过程中,使用太阳追踪控制系统可以有效的提高太阳能的利用率。太阳追踪系统常用的控制方法主要有开环追踪和闭环追踪两种方式,开环追踪易产生累积误差,而闭环追踪的效果受传感器接收角的影响较大。为进一步改善太阳追踪系统的追踪效果,提高太阳能的利用率,本文设计了太阳追踪实验平台,并在此基础上对太阳追踪系统的控制策略进行了研究。首先,设计并搭建了太阳追踪系统的硬件实验平台。本文设计了二维转台,用于放置光伏电池板并进行太阳追踪。利用步进电机实现转台的转动控制,根据转矩要求选择步进电机,电机的型号为57HS11242A4。为实现系统的闭环控制,设计了一种传感器用于检测光伏电池板和太阳入射光线是否垂直。设计了光强检测电路,通过光强大小来分析比较不同追踪模式下的太阳能利用率。其次,对比研究了开环追踪方式和闭环追踪方式的特点,提出了阶段式追踪系统的运动控制策略。对于追踪方式采取阶段式控制,追踪系统初始转动和太阳直射光不强时采用开环追踪控制,而在其他时段采用闭环追踪控制。设计了电机变步长控制策略,解决了系统在误差角较大时电机频繁启动的问题。电机控制采取阶段式控制,在误差角较大时,采用变步长电机控制,在误差角较小时,采用定步长电机控制。在此基础上。实现了光伏发电用太阳追踪系统的阶段式控制方法。最后,基于太阳追踪实验平台,进行了追踪控制方式的对比实验。通过测量平行于光伏电池板法线螺钉的阴影长度,得到系统的追踪精度。通过测量光伏电池板接收太阳光的光强,得到追踪系统日接收太阳能总量。实验测量了相同天气情况下无追踪控制、开环追踪控制和阶段式追踪控制三种模式下的太阳追踪系统追踪精度和光伏电池板日接收太阳能总量,并进行了比较分析。实验结果表明:阶段式追踪系统的误差角可以控制在5°左右,分段式追踪控制可以有效提高追踪系统的追踪精度和太阳能接受总量。

陈建国[8](2019)在《小麦精量播种与精准控制智能决策系统研究与设计》文中提出随着精准农业的推广和精量播种技术的发展,精量播种已经成为现代农业播种技术体系的主要组成部分,采用精量播种技术是规模化生产并实现节本增效的重要手段。播种量在线精准检测是实现精密播种和精准控制的关键,然而,现在播种机在线实时检测播种量和进行播种量精准控制仍缺乏有效措施。本文设计了一款基于电容原理的小麦播种量检测系统,并且对基于智能监测传感器的反馈控制策略进行了相关研究。主要研究内容如下:(1)为实现小麦精量播种机播种量的精准检测,基于AD7745模数转换芯片设计了一套高精度的小麦种子粒数检测系统。为了保证检测精度,每颗种子通过电容传感器平行板时应尽可能只检测一次,因此根据检测分辨率和播种速度与采样频率的约束关系设计了电容传感器的结构尺寸。其次,根据可以检测微小电容变化值和处理时间短等要求,设计了相应检测电路。最后,对检测系统的软件部分进行了设计。(2)研究了小麦种子以单粒形式下落和多粒同时下落两种方式下,电容值与小麦种子数目之间的关系。对于小麦种子以单粒形式下落的方式,提出了差分动态阈值法来检测小麦种子数目,试验表明检测的最大相对误差为1.538%。对于多粒小麦种子同时下落的情形,提出了两种处理方法:(a)排种速度从20 r/min到55 r/min,每增加5 r/min时,分别建立了小麦种子数目与电容积分值之间的最小二乘回归模型,试验结果表明:根据实际转速和速度最近原则选择相应的回归模型,该系统对不同的排种速度均具有较高的检测精度,相对误差介于-2.16%2.22%之间。(b)提出了一种通过改变采样周期的检测方法,即排种轮速度每增加5 r/min时,采样周期相应减少0.4 ms,20r/min下建立的最小二乘回归模型仍适用,对不同的排种轮转速均具有较高的检测精度,相对误差介于-2.26%2.17%之间。可见,对于小麦精量播种机不同的排种模式或不同的排种速度,所设计的排种检测系统均有较高的检测精度。(3)进行了精量播种机整体方案设计与控制系统的设计,对精量播种机系统组成部分:基于ARM控制器的主控系统,基于CAN总线的测速系统,基于电容传感器的播种量检测系统,基于北斗定位系统,排种轮转速控制系统和电源模块各部分进行了详细的设计。其次,分别从硬件和软件两个方面对子系统进行了设计。最后,根据监控参数和输入外界参数等要求,设计了小麦精量播种机控制系统人机交互界面。(4)研制了小麦精量播种智能决策系统,小麦精量播种智能决策系统是一个闭环系统,根据播种机作业区域的数字地图和播种处方图提取理论播种量,根据霍尔传感器获取拖拉机的行走速度,然后计算得到排种器的理论排种速度。本文设计了基于智能监测传感器的反馈系统,通过模糊控制及PID实时调整电机的转速,从而实现真正意思上的精量播种。

王建康[9](2014)在《面向草坪美化的自动割草机研制》文中研究表明目前手动割草机已经远远不能满足人们对草坪修剪的需求,而自动割草机可对城市高尔夫球场、公共绿地、公园草坪、私人草地等绿地进行自动修剪和维护,可将人们从重复、枯燥的重体力劳动中解放出来,又可以美化草坪,满足用户的个性化需求。论文对国内外自动割草机的研究现状进行了调研的基础上,设计和开发了一种面向草坪美化的自动化割草机。该割草机具有自动规划割草路径、无人值守自动控制、方便操作和节能等优点,克服了传统割草机效率低、噪音大、污染环境等缺点。论文主要工作如下:首先,针对自动割草机需要实现的美化功能进行分析,设计了自动割草机结构与控制方案。然后,在机械结构设计中,结合自动割草机的轮径、车体长宽高等参数,设计了刀具升降避震机构、车体传动机构等方案,详细建立了机械结构三维模型,对自动割草机中的关键零部件进行了动力学仿真分析与振动模态分析,实现系统的优化设计。其次,在位置测量系统研发中,提出了基于激光反馈的三角定位测量算法,设计转动可调式扫描激光定位测量装置,开发了割草机坐标定位监控模块、割草机避障等模块,实现了割草机在草坪上实时坐标定位与避障。最后,在控制系统研发中,根据割草机要实现的草坪美化要求,开发自动割草机控制系统,建立了自动割草机实验平台。主要包括步进电机控制模块、无线通讯模块与电源系统等模块,实现了自动割草机轨迹运动控制,达到了割草草坪美化的基本功能。

贾亚涛[10](2014)在《激光打标生产线自动定位系统的研究》文中提出在自动化技术发展热潮中,激光设备依靠其光束能量大、加工效率高、无污染、高环保等优点,已经广泛应用于工业加工、医疗、国防等领域。激光打标设备作为激光技术和计算机技术的结晶,是激光加工领域最具有发展潜力的技术之一。它是一门综合了机电数控、光电子和计算机等技术为一体的光机电一体化加工技术。工业的发展趋势对激光标刻行业提出了提高打标效率、增加标刻精度、实现设备自动化和柔性化等新的要求,因此,本文在半自动激光打标机的基础上成功开发了一套激光打标生产线自动定位系统,该系统以LabVIEW虚拟软件和NIVision插件为开发平台,以工控机为控制主题,以单片机编程控制为中心,整合工控机与激光器、步进电机、视觉传感器等可控硬件资源,采用软硬件标准化、一体化、模块化设计,构建产品检测与标记系统,实现检测、打标等工序的一体化、流程化操作。且具备完善的保护报警功能及一定的错误自处理功能,具有自动化程度高、生产效率高、使用范围广等性能优势。本课题研究主要内容如下:首先,在详细分析激光打标生产线自动定位系统设计必要性和可行性的基础上,构建了激光打标生产线自动定位系统的机械结构,其中包括:激光打标机单体、生产线传动设计方案、三维工作台设计方案三部分,并利用SlidWorks建立生产线的三维虚拟样机模型和激光打标生产线装配过程爆炸图。其次,测距问题能不能实现对打标生产线的自动化程度影响很大,故设计自动调焦系统:采用超声波传感器作为信号采集终端,以单片机AT89C52作为调焦控制中心,负责控制超声波传感器发射和接受超声波信号、控制温湿度传感器测取工作区域内温湿度信号和协调自动调焦系统与上位机的工作状态等任务。最后,设计开发激光打标生产线定位系统的上位机软件和运动控制方案,包括:视觉传感器图像采集系统设计、上位机图像处理系统设计和步进电机运动控制方案设计等,其中上位机图像处理程序选用LabVIEW虚拟软件设计,并将图像提取特征值与LMC-2控制卡函数库动态链接,实现激光打标生产线自动定位加工效果。通过实验研究表明:本系统为中小功率激光打标生产线实现自动定位功能提供了一整套可行的解决方案。结合激光打标技术和图像识别技术,通过控制步进电机系统实现了标刻生产工序从半自动化向全自动化的跳跃。

二、单片机控制的步进电机自动定位系统(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、单片机控制的步进电机自动定位系统(论文提纲范文)

(1)房车太阳能电池板折叠机构自动追光系统设计与研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
        1.1.1 能源危机与环境污染问题
        1.1.2 房车利用太阳能的优势
        1.1.3 太阳能房车存在的问题
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 折叠机构国内外研究现状
        1.2.2 太阳追光系统国内外研究现状
        1.2.3 隔振系统国内外研究现状
    1.3 课题主要工作内容以及创新点
        1.3.1 主要工作内容
        1.3.2 创新点
2 系统相关理论分析与架构设计
    2.1 相关理论分析
        2.1.1 太阳能在房车使用过程
        2.1.2 太阳运行轨迹分析
        2.1.3 太阳追踪方式选择
        2.1.4 太阳能电池板材料分析
    2.2 GPS工作原理
        2.2.1 GPS定位原理
        2.2.2 GPS通信协议
    2.3 粘弹性阻尼材料工作机理
        2.3.1 粘弹性阻尼材料力学性能
        2.3.2 粘弹性阻尼结构形式
    2.4 系统架构设计
        2.4.1 项目需求分析
        2.4.2 功能设计
    2.5 本章小结
3 折叠机构追光系统的硬件设计
    3.1 机械结构设计
        3.1.1 结构整体设计
        3.1.2 展开机构的设计
        3.1.3 摇杆设计
    3.2 视日运动轨迹追踪系统算法设计
        3.2.1 赤纬角算法选择
        3.2.2 时差算法选择
        3.2.3 高度角和方位角公式计算
    3.3 单片机模块
    3.4 GPS模块
    3.5 光电传感器模块
        3.5.1 光电追踪电路的设计
        3.5.2 光电传感器结构设计
    3.6 步进电机及驱动模块
    3.7 语音模块
    3.8 WiFi模块
    3.9 本章小结
4 折叠机构追光系统的软件设计
    4.1 Android系统平台
    4.2 系统软件开发环境
    4.3 追光系统软件总体设计
        4.3.1 视日运动轨迹追踪系统软件设计
        4.3.2 光电追踪系统软件设计
    4.4 手机APP开发
        4.4.1 注册登录界面
        4.4.2 首页界面
        4.4.3 控制操作界面
        4.4.4 数据检测界面
    4.5 本章小结
5 粘弹性阻尼器隔振系统设计
    5.1 建立动力学模型
    5.2 随机路面激励工况下刚度分析
        5.2.1 随机路面激励模型的建立
        5.2.2 系统能耗分析
        5.2.3 数值仿真分析
    5.3 粗糙路面激励工况下刚度分析
        5.3.1 粗糙路面激励输入模型
        5.3.2 数值仿真分析
    5.4 离散路面激励工况下刚度分析
        5.4.1 离散路面激励输入模型
        5.4.2 数值仿真分析
    5.5 隔振器结构优化设计
        5.5.1 优化算法
        5.5.2 结构尺寸优化
    5.6 本章小结
6 样机调试与实验分析
    6.1 折叠机构追光系统调试
    6.2 实验分析
    6.3 本章小结
7、结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果

(2)丘陵山区茶园自动喷药装置研制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国外研究现状
    1.3 国内研究现状
    1.4 研究的主要内容和技术路线
第2章 丘陵山区茶园自动喷药系统设计
    2.1 总体方案设计
        2.1.1 设计依据
        2.1.2 设计要求
        2.1.3 发动机型号及主动轮参数确定
        2.1.4 喷药模式确定及喷杆设计
        2.1.5 对靶方案确定
        2.1.6 总体结构设计
    2.2 喷药回路系统性能参数确定
    2.3 管道流场分析
    2.4 本章小结
第3章 控制系统硬件设计
    3.1 硬件电路设计
        3.1.1 主控电路设计
        3.1.2 STC89C52 单片机时钟和复位电路设计
        3.1.3 电压转换电路设计
        3.1.4 HC-SR04 超声波测距传感器数据采集
        3.1.5 LCD1602 液晶显示屏
        3.1.6 WT61C测速传感器数据采集
        3.1.7 电机驱动电路设计
        3.1.8 电磁阀驱动电路设计
    3.2 控制程序设计
        3.2.1 数据的采集与处理
        3.2.2 电机控制
    3.3 本章小结
第4章 样机调试与试验
    4.1 试制样机
    4.2 超声波测距调试
    4.3 提前喷雾距离确定
    4.4 室内试验
        4.4.1 喷头参数测定
        4.4.2 雾滴粒径大小测定
        4.4.3 液量分布均匀性测定
    4.5 田间试验
        4.5.1 试验方案设计
        4.5.2 采样特征点选取
        4.5.3 试验数据处理方法
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
发表论文与课题参与
附录1 主控系统控制原理图
附录2 控制系统程序
附录3 超声波测距元件清单

(3)一种适用于复杂地形的智能轮椅的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 智能轮椅主要实现功能
    1.4 整机构架
    1.5 主控制器
    1.6 论文主要内容与章节安排
2 驱动系统的设计
    2.1 驱动系统的组成
    2.2 驱动系统的硬件设计
        2.2.1 驱动系统的机械机构
        2.2.2 驱动系统的器件选型
        2.2.3 电路设计
    2.3 驱动系统的软件构成
        2.3.1 四轮驱动系统软件设计
        2.3.2 语音识别软件设计
    2.4 本章小结
3 自动调平系统的设计
    3.1 自动调平系统的组成
    3.2 调平方式及调平策略
        3.2.1 调平方式
        3.2.2 调平策略
    3.3 器件选型
        3.3.1 倾角传感器的选取
        3.3.2 电动推杆的选取
        3.3.3 驱动器选型
    3.4 自动调平硬件电路设计
        3.4.1 倾角获取电路设计
        3.4.2 驱动模块电路设计
        3.4.3 倾角显示电路设计
    3.5 自动调平软件设计
        3.5.1 PID控制算法的选取
        3.5.2 调平的工作流程
    3.6 本章小结
4 避障系统的设计
    4.1 避障系统的组成
    4.2 测距传感器的选取
        4.2.1 超声波传感器
        4.2.2 红外测距传感器
    4.3 多传感器信息融合
        4.3.1 多传感器信息融合原理
        4.3.2 多传感器信息融合结构
        4.3.3 多传感器信息融合方法
    4.4 避障系统的结构和传感器分布
    4.5 语音芯片的选取
    4.6 避障硬件电路设计
        4.6.1 超声波传感器采集数据电路
        4.6.2 红外传感器采集数据电路
        4.6.3 语音提示报警电路
    4.7 避障系统软件设计
    4.8 本章小结
5 自动定位与通信系统的设计
    5.1 自动定位与通信系统的组成
    5.2 定位通信功能模块
        5.2.1 卫星定位系统
        5.2.2 自动定位系统的选取
        5.2.3 GSM移动通信
        5.2.4 定位通信功能模块的组成
        5.2.5 定位通信功能模块硬件选型
        5.2.6 定位通信功能模块硬件电路设计
        5.2.7 定位通信功能模块软件设计
    5.3 危险报警功能模块
    5.4 本章小结
6 实验与测试
    6.1 自动调平系统实验与测试
        6.1.1 实验与测试
        6.1.2 结果与分析
    6.2 避障系统实验与测试
        6.2.1 实验与测试
        6.2.2 结果与分析
    6.3 语音识别系统实验与测试
        6.3.1 实验与测试
        6.3.2 结果与分析
    6.4 自动定位与通信系统实验与测试
        6.4.1 自动定位与通信功能实验与测试
        6.4.2 结果与分析
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(4)基于机器视觉的自动定位系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题研究的目的和意义
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 检测及控制系统的算法设计
    2.1 机器视觉位置检测算法设计
        2.1.1 位置检测方法
        2.1.2 数字图像处理算法
        2.1.3 相机标定
        2.1.4 坐标转换
    2.2 运动平台定位控制算法设计
        2.2.1 定位控制算法
        2.2.2 PID控制
        2.2.3 模糊控制
        2.2.4 模糊自整定PID控制器的设计
    2.3 本章小结
第3章 系统的硬件设计
    3.1 基于机器视觉的自动定位系统的总体方案
    3.2 主控电路设计
    3.3 执行机构设计
        3.3.1 电机驱动电路的设计
        3.3.2 X-Y运动平台架构
    3.4 编码器的位置速度检测与控制
        3.4.1 位置速度传感器的选型
        3.4.2 位置速度测量
    3.5 机器视觉的位置检测
    3.6 串行通信
        3.6.1 串行通信接口
        3.6.2 通信功能实现
    3.7 本章小结
第4章 系统软件的设计
    4.1 系统软件总体工作流程架构
    4.2 上位机软件结构
    4.3 上位机软件系统的功能设计
    4.4 下位机软件设计
    4.5 串行口通信协议的建立
        4.5.1 串口组件的设计
        4.5.2 协议的建立
    4.6 本章小结
第5章 实验部分
    5.1 实验准备
    5.2 实验内容及数据分析
    5.3 实验结论
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(5)基于Delta机器人的视觉点漆系统研究与开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 点漆机国内外研究概况
    1.3 机器视觉
        1.3.1 机器视觉研究现状
        1.3.2 视觉定位技术研究现状
    1.4 本文研究内容
第二章 视觉点漆系统总体设计方案
    2.1 引言
    2.2 视觉点漆工艺
    2.3 视觉点漆系统总体架构
    2.4 视觉点漆系统机械结构
    2.5 视觉定位系统
        2.5.1 视觉定位技术
        2.5.2 工业相机和镜头选型
        2.5.3 光源
    2.6 运动控制系统方案
    2.7 点漆阀系统
    2.8 本章小结
第三章 模板匹配算法
    3.1 引言
    3.2 图像预处理
    3.3 基于灰度的模板匹配算法
    3.4 基于形状特征的模板匹配算法
        3.4.1 图像边缘特征提取
        3.4.2 旋转模板制作
        3.4.3 模板匹配算法改进
        3.4.4 多模板匹配算法
    3.5 本章小结
第四章 点漆系统加工路径规划
    4.1 引言
    4.2 点漆路径规划问题
    4.3 蚁群算法
        4.3.1 蚁群算法简介
        4.3.2 蚁群算法流程
        4.3.3 蚁群算法模型
    4.4 仿真实验
    4.5 本章小结
第五章 点漆系统运动误差补偿
    5.1 引言
    5.2 基于双目视觉的误差补偿方法
        5.2.1 误差补偿原理
        5.2.2 误差补偿方案设计
    5.3 自动调焦标定装置方案设计
    5.4 图像清晰度评价函数
        5.4.1 理想图像清晰度评价函数
        5.4.2 评价函数性能比较
    5.5 调焦窗口改进
    5.6 自动搜索算法改进
    5.7 自动调焦标定平台搭建
        5.7.1 平台硬件结构组成
        5.7.2 图像采集处理模块
        5.7.3 电机驱动模块
        5.7.4 自动旋转装置设计
    5.8 运动精度测试实验
    5.9 小结
第六章 系统软件设计与点漆实验
    6.1 引言
    6.2 上位机软件设计
    6.3 图像定位精度实验
    6.4 出漆控制实验
        6.4.1 针头出漆量测试实验
        6.4.2 出漆均匀实验
        6.4.3 出漆不均问题分析
    6.5 点漆应用
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
学位论文数据集

(7)光伏发电用太阳追踪系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 主要化石能源和太阳能分布情况
        1.1.2 追踪系统的必要性
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 目前追踪系统发展现状
        1.2.2 目前追踪系统存在的问题
    1.3 研究目的及意义
    1.4 本文研究内容
2 太阳追踪系统实验平台的研制
    2.1 追踪系统设计原则和目标
    2.2 追踪系统二维转台设计
        2.2.1 二维转台机械结构设计
        2.2.2 电机选择
    2.3 追踪系统电气部分设计
        2.3.1 开环追踪方式电气部分设计
        2.3.2 闭环追踪方式光电式传感器设计
    2.4 光强检测模块设计
        2.4.1 光强检测模块总体设计
        2.4.2 光强检测模块硬件设计与仿真
    2.5 本章小结
3 追踪系统的运动控制策略
    3.1 传统追踪方式原理
        3.1.1 开环追踪方式
        3.1.2 闭环追踪方式
    3.2 步进电机控制
        3.2.1 追踪系统中电机控制建模分析
        3.2.2 电机步长控制策略
    3.3 追踪系统阶段式控制
        3.3.1 电机步长阶段式控制
        3.3.2 追踪方式阶段式控制
    3.4 本章小结
4 实验结果及其分析
    4.1 实验方案设计
        4.1.1 追踪精度测试方案
        4.1.2 光伏电池板发电功率测试方案
    4.2 实验验证
        4.2.1 追踪精度测试
        4.2.2 光伏电池板发电功率测试
    4.3 追踪结果分析
        4.3.1 追踪精度误差分析
        4.3.2 光伏电池板发电功率结果分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 二维转台零部件尺寸图
致谢

(8)小麦精量播种与精准控制智能决策系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的背景和意义
        1.2.1 课题研究的背景
        1.2.2 课题研究的意义
    1.3 精密播种器排种性能监测系统研究现状
        1.3.1 光电检测法
        1.3.2 图像检测法
        1.3.3 压电检测法
        1.3.4 电容检测法
        1.3.5 其他检测方法
    1.4 精准智能决策系统研究现状
    1.5 论文研究内容和章节安排
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 论文章节安排
    1.6 本章小结
第二章 基于电容法的小麦播种量检测系统设计
    2.1 引言
    2.2 测量原理
        2.2.1 平行板电容传感器的数学模型
        2.2.2 小麦通过平行板电容传感器的数学模型
    2.3 精量播种检测系统结构设计
        2.3.1 精量播种传感器结构设计
        2.3.2 减少电磁干扰、振动等因素影响措施
        2.3.3 电容平行极板设计
    2.4 检测电路设计
        2.4.1 测量微小电容(f F级别)存在的难点
        2.4.2 常用的微电容检测电路
        2.4.3 基于AD7745 的微电容检测电路设计
    2.5 检测系统软件设计
    2.6 本章小结
第三章 小麦播种量检测算法设计及试验
    3.1 引言
    3.2 试验平台
    3.3 种子单粒形式下落时检测算法设计与试验
        3.3.1 种子单粒形式下落时算法分析
        3.3.2 单粒种子下落试验
    3.4 小麦种子数量与电容变化量线性关系试验
        3.4.1 基础电容值的确定
        3.4.2 线性关系试验
    3.5 多粒种子下落时检测算法设计与试验
        3.5.1 种子多粒形式下落时算法分析
        3.5.2 多粒种子同时下落试验
        3.5.3 变周期采样进行多粒种子同时下落检测
    3.6 播种量检测系统的移植性
    3.7 本章总结
第四章 精量播种机整体方案设计与控制系统实现
    4.1 引言
    4.2 精量播种机整体方案设计及控制系统实现
        4.2.1 精量播种机系统结构组成
        4.2.2 播种机机械本体
        4.2.3 基于ARM控制器的主控系统
        4.2.4 基于CAN总线的测速系统
        4.2.5 基于北斗定位系统
        4.2.6 基于电容传感器的播种量检测系统
        4.2.7 排种轮转速控制系统
        4.2.8 电源供电部分
    4.3 人机交互界面
    4.5 本章小结
第五章 基于模糊与PID精准控制策略的研究
    5.1 引言
    5.2 小麦精量播种机播种闭环控制策略的建立
        5.2.1 排种轮每转播种量Q的数学模型
        5.2.2 播种器播种率q的数学模型
        5.2.3 小麦播种机控制策略
    5.3 自整定PID参数模糊控制器设计
        5.3.1 常规PID控制器
        5.3.2 模糊PID控制器设计
    5.4 控制器仿真
    5.5 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究的主要创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的学术成果

(9)面向草坪美化的自动割草机研制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 自动割草机发展趋势
    1.3 研究目标与关键技术
    1.4 主要研究内容
    1.5 本章小结
2 自动割草机总体方案设计
    2.1 自动割草机功能分析与系统图
    2.2 割草机刀具升降旋转装置设计
        2.2.1 刀具升降旋转装置方案设计一
        2.2.2 刀具升降旋转装置方案设计二
    2.3 割草机车体传动装置设计
        2.3.1 车体传动装置方案设计一
        2.3.2 车体传动装置方案设计二
    2.4 割草机刀具装置设计
        2.4.1 刀具选择方案设计一
        2.4.2 刀具选择方案设计二
    2.5 机械各个系统方案对比
        2.5.1 评分标准
        2.5.2 机械方案装置性能评分表
    2.6 割草机测量控制系统设计
        2.6.1 测量控制系统方案设计一
        2.6.2 测量控制系统方案设计二
        2.6.3 测量控制系统方案对比
    2.7 本章小结
3 自动割草机机械系统设计
    3.1 总体设计结构与参数
    3.2 车体驱动机构详细设计
    3.3 割草刀具升降机构详细设计
    3.4 刀具旋转系统结构详细设计
    3.5 ANSYS WORKBENCH仿真分析
        3.5.1 ANSYS软件介绍
        3.5.2 ANSYS WORKBENCH仿真几何建模与应力分析
        3.5.3 弹簧模态分析
        3.5.4 弹簧套筒固有模态分析
    3.6 本章小结
4 自动割草机测量系统设计
    4.1 激光测距模块
        4.1.1 测距控制芯片选择
        4.1.2 GLS-B60激光发射器
    4.2 HC-SR04超声波传感器
    4.3 HMC5883电子罗盘
    4.4 非晶硅太阳能电池板
    4.5 系统电源模块设计
    4.6 自动割草机测量定位设计
        4.6.1 GPS定位系统介绍
        4.6.1.1 GPS常用坐标系介绍
        4.6.2 自动割草机激光定位设计方法研究
        4.6.2.1 常用定位算法
    4.7 割草机路径规划
    4.8 本章小结
5 自动割草机控制系统设计
    5.1 控制系统硬件介绍
        5.1.1 步进电机控制芯片介绍
        5.1.2 HY-1801步进电机电机驱动模块
        5.1.3 NRF24L01无线通信模块
    5.2 系统软件开发介绍
        5.2.1 激光定位代码子程序
        5.2.2 NRF24L01无线通讯代码
        5.2.3 5V步进电机运行显示代码
        5.2.4 34HY-1801步进电机运行代码
        5.2.5 超声波传感器避障代码
    5.3 本章小结
6 自动割草机的测量与调试
    6.1 调试的目的与意义
    6.2 激光发射器性能试验
    6.3 坐标定位系统试验
    6.4 测量系统性能测试
    6.5 自动割草机美化性能分析计算
    6.6 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献

(10)激光打标生产线自动定位系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光打标技术简介
    1.3 激光打标技术国内外发展现状及发展趋势
        1.3.1 激光打标技术国外发展现状
        1.3.2 激光打标技术国内发展现状
        1.3.3 激光打标技术发展趋势
    1.4 生产线视觉技术概述
        1.4.1 机器视觉技术的发展
        1.4.2 机器视觉技术的应用
    1.5 激光打标生产线视觉定位系统研发意义
    1.6 本课题主要研究内容
第二章 激光打标生产线机械结构设计
    2.1 引言
    2.2 激光打标生产线机械结构设计方案
        2.2.1 激光打标机单体结构方案
        2.2.2 打标生产线传动设计方案
        2.2.3 打标三维工作台设计方案
    2.3 激光标刻生产线整体结构建模
    2.4 激光打标生产线爆炸图设计
    2.5 本章小结
第三章 激光打标生产线自动调焦系统设计
    3.1 引言
    3.2 激光打标生产线超声波测距模块设计
        3.2.1 超声波测距算法
        3.2.2 超声波测距模块
    3.3 激光打标生产线调焦系统显示模块设计
    3.4 激光打标生产线单片机及通讯接口方案设计
    3.5 激光打标生产线自动调焦控制电路设计
    3.6 本章小结
第四章 激光打标生产线视觉定位系统开发
    4.1 引言
    4.2 视觉定位总方案概述
    4.3 视觉定位系统关键方案确定
        4.3.1 相机光源选择方案
        4.3.2 相机位置和角度解决方案
    4.4 视觉定位系统图像处理常用算法
        4.4.1 图像预处理
        4.4.2 图像识别
        4.4.3 图像形状特征提取
    4.5 图像定位系统模型设计
        4.5.1 相机成像模型
        4.5.2 针孔模型
        4.5.3 相机成像畸变问题
    4.6 视觉定位系统相机初始标定
    4.7 视觉定位系统图像处理模块开发
        4.7.1 图像采集与存储
        4.7.2 图像分析处理
        4.7.3 LabVIEW 与打标软件动态链接程序
    4.8 本章小结
第五章 激光打标生产线运动控制方案设计
    5.1 前言
    5.2 激光打标控制卡扩展轴开发设计
        5.2.1 单轴分割标刻
        5.2.2 双轴分割标刻
    5.3 激光打标控制卡 XY 双轴参数调试
        5.3.1 工作台零点设置
        5.3.2 错位补偿
    5.4 激光打标生产线步进电机控制方案
    5.5 激光打标生产线定位系统运动仿真
    5.6 激光打标生产线定位系统调试实验
    5.7 本章小结
第六章 结论
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
附录 A
附录 B
致谢

四、单片机控制的步进电机自动定位系统(论文参考文献)

  • [1]房车太阳能电池板折叠机构自动追光系统设计与研究[D]. 赵轩. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]丘陵山区茶园自动喷药装置研制[D]. 叶芙蓉. 西南大学, 2021(01)
  • [3]一种适用于复杂地形的智能轮椅的设计[D]. 杨冰. 中北大学, 2021(09)
  • [4]基于机器视觉的自动定位系统的研究[D]. 张磊. 长春大学, 2020(01)
  • [5]基于Delta机器人的视觉点漆系统研究与开发[D]. 马天杰. 浙江工业大学, 2020(08)
  • [6]虚拟实验热触觉再现系统的设计与实现[J]. 许明西,何汉武,吴悦明,邹序焱,陈友滨. 计算机工程与应用, 2020(16)
  • [7]光伏发电用太阳追踪系统的研究[D]. 刘赓. 大连理工大学, 2019(03)
  • [8]小麦精量播种与精准控制智能决策系统研究与设计[D]. 陈建国. 上海交通大学, 2019(06)
  • [9]面向草坪美化的自动割草机研制[D]. 王建康. 东华大学, 2014(04)
  • [10]激光打标生产线自动定位系统的研究[D]. 贾亚涛. 河北工业大学, 2014(07)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

一种单片机控制的步进电机自动定位系统
下载Doc文档

猜你喜欢