微重力条件下磁性小球运动调控设计

利用密度匹配和磁悬浮技术相结合模拟微重力环境,运用单片机和光电转换技术实现微重力条件下磁性小球位置调控。首先在空心小球中放置合适比例的永磁铁和铁粉混合物形成磁性小球,放置在盐水混合液中,通过抵消浮力获得微重力环境,实现磁性小球悬浮。利用单片机控制机械滑台带动电磁铁水平运动实现磁性小球水平运动;通过调节直流稳压源电流大小实现磁性小球垂直运动控制。在容器四壁各放置15组激光发射接收对管,通过磁性小球在运动过程中遮挡激光,引起配套的激光接收管电平变化,采用Visual Basic软件编程转化为小球运动的坐标值,实现磁性小球位置的跟踪。通过磁性小球阻碍模块上激光接收管接收对面发射的激光,引起接收管电平的变化,驱动10个LED的亮暗,通过记录小球从上下运动过程中最多暗灯的数目,实现对小球的直径测量。     

太阳自动跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能电池光伏转换效率,通过对目前太阳追踪方式的研究,设计了一种基于光电检测和经纬度双重跟踪的智能追光系统.该系统以5TM32单片机为控制核心,并结合光电转换装置和GPS模块实现了对太阳的精确跟踪.系统启动运行时,通过基于经纬度的视日运动轨迹跟踪实现系统粗调,随后转入光电检测精确跟踪,使太阳能电池与太阳光垂直.系统同时加入光电检测装置的自诊断功能,当光电检测装置异常时,自动切换到视日运动轨迹跟踪模式,使系统运行更加稳定和可靠.     

精确制导的激光枪射击装置设计

模拟激光制导设计了具有快速响应、精确度高的激光枪射击装置。采用STM32为主控制器,由激光发射模块、电源模块、弹着点位移控制模块、图像采集与处理模块、语音播报环数模块等主要模块组成的电路系统。激光枪头方向通过2个舵机控制,即类似于云台的方法,实现激光枪弹着点在靶纸上的上下、左右移动,精确控制弹着点位置。通过摄像头采集激光点击中胸环靶的位置信息;通过单片机计算光点位置,在上位机上显示激光点环数、方位数据和胸环靶图形,并进行语音播报弹着点环数与方位信息。经测试,该装置可以用串口发送控制激光枪的弹着点,能自动瞄准并击中靶心,也可以根据设定的环数自动控制激光枪瞄准,实现击中胸环靶上相应环位置。     

气浮球控制实验系统的设计与应用

设计了一个符合教学需要的实验系统,该系统设计主要包括超声测距模块设计与实现、控制驱动模块设计与实现、上位机软件设计开发三部分。超声测距模块的功能是确定当前浮球的位置,并将此位置信息反馈给控制驱动模块。控制驱动模块接收来自超声测距模块的浮球位置信息,与来自上位机或就地设定的目标位置进行比较,采用PID控制算法调节风机风力,最终实现将浮球控制到目标位置,同时将浮球的运动轨迹信息传送到上位机。上位机软件可以设定浮球的目标位置或运动轨迹,并发送给控制驱动模块,同时接收浮球位置信息,进行其运行轨迹的显示、分析、处理。实践结果表明,该系统为学生学习自动控制原理、单片机、嵌入式系统等课程提供了一个创新的实验平台,取得了良好的教学效果。     

基于PLC的双轴伺服随动绘图系统

针对机电一体化实验教学,开发了一种双轴伺服随动绘图系统。该系统跟踪一个可变转速的转盘,通过x-y伺服运动机构控制画笔并在转盘上绘制图形。控制部分由模块化PLC实现,配置了CPU模块、定位模块,数字量输入/输出模块、模拟量输出模块、高速计数模块、人机界面模块。开发了含有转盘位置跟踪、轨迹插补及坐标变换算法的PLC控制程序,可实现高速随动绘图功能。基于PLC的双轴伺服随动绘图系统综合运用了机电控制类各课程的基础理论和工程知识,使学生掌握复杂运动控制系统的设计与实现方法,满足相关课程实验教学和工程创新能力培养的需求。     

基于Android与单片机的军用重要物资位置监控系统

为了加强军用重要物资及资料监管,以在发生盗窃事故时能够追踪其下落,设计并实现了一款军队重要物资位置监控系统。该系统由平板安卓端和单片机端组成,其中单片机端包括STC89C52芯片、GPS模块、GSM模块以及蓝牙模块。系统可以实现物品远近距离结合的物资位置管理功能：在近距离用蓝牙实现监控,在远距离利用GPS发送定位信息。结果表明,系统能正常运行,在物资丢失时能收到正确的坐标信息并显示在APP中,对于军队重要物资和资料监管具有实用价值。     

倾角可调式太阳能单轴跟踪实验系统设计

在研究太阳运行轨迹和太阳能单轴跟踪原理的基础上,设计了一个基于C8051F20单片机的倾角可调式太阳能单轴跟踪实验系统。该系统能够模拟不同倾角的太阳能单轴跟踪支架工作过程,具有跟踪角度采集、跟踪角度显示、电机驱动、工作参数设定、手动和自动跟踪控制等功能。通过该实验系统的设计,能够使学生综合运用机构运动学、单片机原理及应用和计算机程序设计等知识,培养实践动手能力。     

基于C51高级语言程序控制的智能循迹小车设计与实现

针对智能小车自动循迹的要求,提出由车体模块、电源模块、单片机控制模块、电机驱动控制模块、电机模块、传感器模块等构成智能小车硬件系统,利用Keil u Vision2集成开发工具进行C51高级语言程序设计,开发出控制软件。利用红外传感器检测小车的循迹轨道,并以STC89C52RC单片机为控制芯片根据接收的轨迹信息发出相应的控制指令,通过L298N驱动控制模块来驱动小车以实现循迹的系统总体设计方案,并采用了"反转式转向模式"和"反转式刹车模式"。实验结果表明,该智能小车硬件系统各模块选择合理,控制软件高效可行,小车整体性能优良,成功实现了自动循迹的功能,且采用"反转式转向模式"和"反转式刹车模式"实现了极好的转向及刹车效果。     

液压传动机构位姿检测方法研究

为了准确测取液压传动机构的位姿数据用以跟踪控制,该文通过分析转角测量方法的优缺点,根据机构的运动学分析,转换测试思路,提出以液压缸行程的线位移测量取代关节转角测量。以挖掘机工作装置分析为例,在建立液压缸行程与各关节转角的转换模型基础上,利用单片机和LabVIEW联合开发数据采集及后处理系统,实现各关节转角的实时显示和保存,为自主挖掘的伺服控制系统提供了可靠的位姿数据。     

全自动驻波法声速测量仪设计

设计和制作了一款全自动驻波法声速测量仪。该测量仪以上位机为核心,利用有效值检测模块将声波接收器产生的高频交变电压信号转化为直流电压信号,数据采集卡采集有效值检测模块输出的电压信号值,通过单片机和步进电机驱动器控制步进电机的转动,实现声波接收器的运动,以达到对驻波场中各点声压大小的自动测量;获得数据的同时,得到直观的声压变化与接收器位置关系图,数据和图片可以保存和输出。实验结果表明,该仪器彻底消除了回程差,测量效率高,操作简便,形象直观。     

基于AVRmegal16的二维太阳光自动跟踪系统设计

为了最大效率地利用太阳能,设计了基于AVRmegal16单片机的二维太阳光自动跟踪系统。该系统包括信号采集模块、控制器模块和机械执行部分。经测试,可以在不同天气状况下自动调整并使光伏电池板始终和太阳光入射角保持垂直。具有跟踪精度高、结构简单、能耗低等优点,且不存在追踪死区,具有较高的使用价值。     

激光跟踪仪相位法绝对测距研究与设计

基于激光跟踪仪对绝对测距的技术要求,叙述了系统的测量原理,设计了激光相位法测距的激光跟踪仪ADM单元。阐述了基于混频、外差探测和相位测量的差频鉴相式激光测距系统总体设计方案和相关技术,构建了信号发射和接收测量总体系统构架,对信号模块、硬件电路实现和器件选用做了具体描述。进行了系统调试及相关测量实验,结果表明该激光绝对测距单元达到了仪器整体设计指标要求。     

基于TMS320DM642 DSP的实时视频监控系统实现

为了实现视频监控运动目标自动检测和跟踪的应用要求,设计了基于高性能DSP的运动目标跟踪嵌入式系统。该系统利用视频格式YUV420模型的Y分量进行运动目标检测,并以目标的形心为跟踪点,通过绝对误差和判决标准对运动目标进行跟踪;最终利用协同控制策略对摄像头进行控制,保证运动目标长时间保持在视野范围内。该系统通过基于DSP硬件结构的各软件模块优化,提高系统的处理能力,实现了系统的高效跟踪。     

基于AVR128的管道内钢珠运动测量装置设计

讨论了基于AVR128的管道内钢珠运动测量装置的硬件和软件设计。系统由主机和从机组成,主机以AVR128单片机为核心,由钢珠检测系统、角度检测系统、液晶显示、串行通讯、等模块组成;从机以AVR128单片机为核心,由键盘、声光报警、串行通讯电路等模块组成。该系统能准确地测得钢珠的个数、运动方向、运动周期、管道倾角的大小,为我们提供了测试角度和方向的新方法,为以后开发其他单片机应用系统提供参考。     

微机型无线水位遥测装置设计

设计了一种基于AT89S52单片微机及数传模块C11的实时水位遥测装置.该装置采用投入式压力传感器测量水位,以单片机为控制核心,利用C11无线数传模块实现信息的远距离无线传输,并在数据传输时应用差错控制技术进行CRC校验,进一步提高数据传输的可靠性.通过无线数传模块与单片机的配合,直线传输距离可达3km.无线式的数据传输更适用于那些由于地域等条件限制无法实现有线数据传输的场合.     

基于单片机设计的风力摆系统

系统是以STM32F103C8T6单片机为主要控制核心的风力摆控制系统,该系统包括了MPU6050陀螺仪,TTS音频模块,12864液晶屏显示模块以及L298N电机驱动模块等控制模块。系统主要由MPU6050陀螺仪采得姿态和运动数据,先测试出几组具有代表性的数据,从而利用公式推导出风力摆摆动到任意位置时对应的pwm脉冲,根据计算出的脉冲,进而控制轴流风机的转速,以此来控制推动风力摆的动力大小,实现对风力摆的控制。为了在系统控制过程中能更清楚地获知数据,系统中有12864液晶屏显示模块以及TTS音频模块,对数据进行显示并且用语音播报出来。     

校准式太阳能跟踪控制系统设计

为了提高太阳能利用效率,更大限度地利用太阳能资源,设计了一款基于STC12C5A60S2型单片机校准式太阳能跟踪控制系统,同时结合太阳角度跟踪模式和光电跟踪模式,实现对太阳高度角和方位角两个角度的跟踪,提高跟踪精度。在此基础上,加入的加速度检测模块可以实现对装置的水平校准,从而可以及时校正跟踪系统,有效消除误差。     

直流电机角位置控制实验开发

为配合高校学生实验教学,设计了直流电机角位置测量与控制实验系统.该系统基于单片机,采用数字PID控制算法实现对直流电机角位置控制,并采用软件技术实现对PID控制参数的智能化整定.系统具有良好的交互功能,能实时显示当前直流电机角位置的变化.经测试,控制系统运行效果良好,该实验系统可用于"自动控制原理"和"单片机原理及应用"等课程实验教学.并能较好地培养学生综合实验能力.     

基于Android平台的多人实时定位与交流系统的设计与实现

运用JADE框架技术和百度地图API技术设计并实现了基于Android平台的多人实时定位与交流系统,系统由登录模块、联系人模块和地图模块构成。给出了联系人模块和地图模块的部分程序代码。测试结果表明系统实现了多人实时定位与跟踪、导航指路、在线聊天、位置查询与共享以及行走轨迹记录等主要功能。     

人员落水定位装置硬件设计与实现

本文从海上救生的迫切性、重要性出发,应用射频技术、GPS技术和单片机技术研制出了一种基于GPS卫星导航系统研发的海上救生示位装置,实现了落水人员漂移轨迹实时跟踪等功能,解决了一直困扰着我国海上搜救"听不见落水人员报警"和"找不到落水人员位置"的难题。