悬挂运动控制：步进电机与直流电机方案对比

"电机的选择-gre词汇(带音标)\n悬挂运动控制系统\n参赛队员：吴亚军，吴怀恩，季宿儒" 本文主要讨论的是悬挂运动控制系统的电机选择问题，针对两个不同的方案——直流电机和步进电机进行了详尽的对比和分析。 在悬挂运动控制系统中，电机起着至关重要的作用，它需要灵活、准确地控制悬挂物体的运动。系统的核心是89C52单片机，配合步进电机控制装置和红外寻迹传感器，以实现对悬挂物体的精确控制和轨迹追踪。 首先，方案一提出使用直流电机。直流电机可以通过单片机和A/D转换器控制电机的步数和旋转方向，利用H型PWM电路调整电机速度。这种方法可以减少由于惯性、速度和步距角过大导致的误差。然而，直流电机的缺点在于控制精度较低，因为需要将单片机的脉冲信号转化为模拟信号，这增加了控制时间和误差。此外，直流电机无法立即停止，导致无法实现精确的定位，这不符合系统对控制误差范围的要求。 相比之下，方案二推荐使用步进电机。步进电机通过单片机生成的脉冲信号进行控制，其信号为数字形式，无需数/模转换，简化了控制过程。步进电机具有优秀的速度控制能力，能迅速启动和停止，而且其转动角度可精确控制，通常步距角小于5.1°，使用专用驱动块还能进一步提高精度。这种电机的响应速度快，定位准确，适合于需要高精度控制的应用。通过计算驱动脉冲的数量，可以得知悬挂物体移动的距离，从而得到坐标和时间信息。 在考虑悬挂物体的质量（大于100克）和技术指标后，步进电机成为更优的选择，因为它能够满足系统对于灵活性、精度和快速响应的需求。同时，通过红外传感器，系统可以实现物体沿设定轨迹的追踪运动，而位置坐标则通过绳长变化与原点坐标的关系计算得出，显示在LCD屏幕上。 总结来说，悬挂运动控制系统中，步进电机因其精确的定位、快速的响应和易于控制的特性，被选为更适合的电机类型。通过合理的数学模型和算法，可以实现对悬挂物体的精确控制，满足轨迹运动和人机交互的要求。