基于MSP430F449的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

公式推導(dǎo)：由勾股定理：

初步方案：
1)以直線(xiàn)或圓的量化算法計(jì)算出軌跡上的下一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，磁電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)目標(biāo)。
2)根據(jù)推導(dǎo)公式計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)距離3)將驅(qū)動(dòng)距離量化為驅(qū)動(dòng)圈數(shù)，為降低累積誤差，量化余數(shù)算入下一次的驅(qū)動(dòng)距離當(dāng)中。
具體方案流程圖如圖3所示。

3．2．2 直線(xiàn)的生成算法
本系統(tǒng)中畫(huà)直線(xiàn)直接用數(shù)字微分分析式DDA(Digital Differential Analyzer)算法。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：
設(shè)直線(xiàn)的起點(diǎn)為(x1，y1)，終點(diǎn)為，則斜率m為：

直線(xiàn)中的每一點(diǎn)坐標(biāo)都可以由前一點(diǎn)坐標(biāo)變化一個(gè)增量而得到(Dx，Dy)，即表示遞歸式：

遞歸式的初值為直線(xiàn)的起點(diǎn)(x1，y1)，這樣，就可以用加法來(lái)生成一條直線(xiàn)。
3．2．3 圓的生成算法
本系統(tǒng)畫(huà)圓采用極坐標(biāo)法實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)θ從0到2π做遞增時(shí)，由此式便可求出圓周上均勻分布的360個(gè)點(diǎn)的(x，y)坐標(biāo)。利用圓周坐標(biāo)的對(duì)稱(chēng)性，此算法還可以簡(jiǎn)化。將圓周分為8個(gè)象限，只要將第1a象限中的圓周光柵點(diǎn)求出，其余7部分可以通過(guò)對(duì)稱(chēng)法則計(jì)算出來(lái)。圖中給出了圓心在(0，0)點(diǎn)時(shí)的對(duì)稱(chēng)變化法則。
3．2．4 循跡算法
循跡中，將傳感器陣列的八個(gè)方向分成正向反向兩大類(lèi)。其中，有效檢測(cè)方向分以下3級(jí)：
第1級(jí)：原方向。
第2級(jí)：原方向緊鄰的兩個(gè)方向。
第3級(jí)：與原方向垂直的兩個(gè)方向。
其他3個(gè)方向均為反方向。
循跡運(yùn)動(dòng)方向選取原則：首先濾除前4步的所有反方向(由位或得到)，防止按反方向倒退。濾除之后，剩下的有效方向中，如果仍有原方向，則按原方向繼續(xù)執(zhí)行；若沒(méi)有，則依次尋找第2級(jí)，第3級(jí)。若最后均沒(méi)有(遇到黑線(xiàn)的間斷處)，
則回歸到第1級(jí)，即繼續(xù)往前行。綜上，就是只有上一級(jí)循跡不成功才會(huì)依次尋找下一級(jí)。

4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
4．1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路
三相步進(jìn)電機(jī)使用的是UP-3BF04型電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，操作方便，控制信號(hào)可由MSP430直接引出，編程實(shí)現(xiàn)對(duì)它的控制，如圖4所示。

其特點(diǎn)是：1)PWM恒流驅(qū)動(dòng)，三相六拍勵(lì)磁方式，電源損耗極低且具有極高的開(kāi)關(guān)效率；2)自動(dòng)半流鎖定功能，驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)4 A；3)所有控制信號(hào)與功率驅(qū)動(dòng)部分光電隔離；4)散熱外殼與驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部完全絕緣。