2011年全国大学生电子设计竞赛：帆板控制系统关键技术与调试方法

该文档详细介绍了2011年中国全国大学生电子设计竞赛中的一个帆板控制系统(F题)设计项目，由【120212组】于2011年9月6日完成。论文主要围绕直流风扇风速控制技术，探讨了帆板转角调节的关键组件和设计策略。 1. **系统方案**： - **角度调整系统**：论文提出了两种方案，一是采用线性电位器WDD35D-4，通过机械旋转精确测量转角；二是使用飞思卡尔的MMA7445加速度传感器，利用其三轴加速度特性间接测量帆板倾斜角度。 - **电机驱动**：主控芯片选用MC9S12XS128，通过脉宽调制(PWM)技术控制电机驱动器7960，实现电机转速的精确控制。 - **MCU控制系统**：选择高性能的MCU作为核心控制器，负责处理信号、执行PID算法以及与传感器和执行器交互。 2. **系统理论分析**： - **帆板受力分析**：讨论了帆板在风力作用下的转角原理，以及如何通过风速控制来改变转角。 - **传感器分析**：重点讲解了倾角传感器的工作原理和计算方法，用于提供反馈信号以实现闭环控制。 - **电机转速控制**：详细阐述了电机转速控制的理论基础，以及数字PID算法的应用，以实现稳定和高效的调速。 3. **电路与程序设计**： - **电路设计**：包括系统框图、控制电路、键盘管理、显示、传感器、电机驱动、测速反馈和电源等子系统的设计。 - **程序设计**：描述了程序的功能、设计思路，以及包含流程图，确保MCU能有效协调各个硬件组件。 4. **测试方案与结果**： - **测试计划**：详细规划了实验步骤，包括测试条件、所需仪器。 - **测试结果与分析**：展示了实际测试的数据，并对结果进行了深入分析，验证了系统的性能和稳定性，以及可能的优化方向。 论文内容全面，从系统选择、理论分析到实际操作，涵盖了帆板控制系统设计的各个环节，为参赛者或对电子设计竞赛感兴趣的学生提供了宝贵的参考方案和技术细节。对于学习电子工程、自动控制或者机器人技术的学生，这份论文是一份很好的实例教材。