風(fēng)力擺控制實(shí)踐平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　3.1.2 微控制器

　　微控制器用Freescale公司的MK60DN512VLQ10 單片機(jī)，TSQFP50P-144N封裝;內(nèi)部集成硬件UART、I2C和DMA等通信模塊，利用UART實(shí)現(xiàn)串口通信，I2C實(shí)現(xiàn)MPU6050通信，DMA實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的傳輸;具有三路獨(dú)立FTM模塊，多通道PWM輸出功能，實(shí)現(xiàn)四路電機(jī)轉(zhuǎn)速控制。主控板微控制器原理如圖5所示。

　　3.1.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)

　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)兩片BTN7960驅(qū)動(dòng)芯片組成H橋驅(qū)動(dòng)電路，控制電機(jī)轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)速，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖6所示。

　　3.1.4 姿態(tài)采集模塊

　　采用InvenSense公司的MPU6050整合性6軸陀螺儀加速度計(jì)芯片，將加速度計(jì)、角速度計(jì)整合到一個(gè)封裝內(nèi)，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì);角速度感測(cè)器(陀螺儀)具有131 LSBs/°/sec 敏感度，全格感測(cè)范圍為±250、±500、±1000與±2000°/sec;加速度感測(cè)器程式控制范圍為±2g、±4g、±8g和±16g;采用I2C通信協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速度較串口方式更快，具有使用方便、易于調(diào)試等特點(diǎn)。MPU6050原理及接口如圖7所示。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)主要通過(guò)控制四個(gè)空心杯電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向來(lái)控制偏移零點(diǎn)的角度。進(jìn)行類(lèi)自由擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，按照正弦規(guī)律，在每一時(shí)刻給一個(gè)相應(yīng)的幅度值，即可使風(fēng)力擺按照規(guī)定的長(zhǎng)度畫(huà)出直線段。設(shè)定不同的偏角值，使得風(fēng)力擺按規(guī)定角度擺動(dòng)。畫(huà)圓時(shí)，對(duì)幅值在x軸、y軸進(jìn)行分解，即可對(duì)風(fēng)力擺進(jìn)行控制。主程序流程如圖8所示。

　　軟件設(shè)計(jì)中，僅需要一個(gè)1ms定時(shí)中斷,應(yīng)用分時(shí)復(fù)用原理，及時(shí)采集風(fēng)擺姿態(tài)數(shù)據(jù)，快速響應(yīng)輸出，程序流程圖如圖9所示。

4 結(jié)論

　　經(jīng)實(shí)際測(cè)試，本系統(tǒng)硬件、軟件以及機(jī)械方案可行，且具有很高精度，該設(shè)計(jì)為風(fēng)力擾動(dòng)控制、自由擺等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用提供了借鑒作用。

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　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第4期第63頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。