基于单片机的帆板控制系统设计开题报告

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1. 研究目的与意义

课题研究基于单片机的帆板控制系统设计，题目来源于2011年全国电子竞赛F题，以单片机为核心，通过对风扇转速的控制，调节风力大小，进而控制帆板转角。帆板控制系统是近年来引起广泛关注的一种自动化平衡系统，具有非常重要的研究价值和广泛的应用前景。系统平台平衡的自动调整系统在机械，机器人平衡的控制中有着举足轻重的作用和地位，国内外都有广泛的研究。在实际的军事，工业，生活生产中的应用更为广泛。

2. 国内外研究现状分析

此次设计中最主要的部分就是角度控制算法。宋艳，王进的帆板控制系统的设计是采用PID控制算法:PID控制即采用比例、微分、积分控制。在PID控制系统中， 设α为设定角度，β为实测角度，θ为两者的角度差，即θ=β-α，则 PID 算法调整如下：误差Ei=实际值-设定值，误差变化dEi=Ei 1- Ei，中间变量Bi=Ei dE，中间变量B2=EiEi d Eid Ei，输出OUT=Bi 1/Bi。通过P、I、D三个参数的调节，较好的达到了题目要求。严飞,姜源的一种帆板控制系统的设计是通过角度信号采集模块实时采集帆板的实际角度值作为反馈信号，构成一个简单的变比例闭环系统。单片机根据采集到的实际角度值和系统预设的角度值之间的误差大小调整反馈的比例系数，误差越大，反馈的比例系数越大，角度误差每 10对应一个比例系数。这样的控制方案算法简单，并且可以缩短系统的响应时间。当角度误差在5范围之内时，单片机停止对风扇转速的调节，从而降低帆板角度的超调量，减小帆板控制系统的稳态误差。但是最好还是采用PID控制算法。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

由单片机作为主控制器，对风扇驱动。

掌握pid基本控制方法来实现风扇转速的调节。

4. 研究创新点

在风扇调节模块中应用了PID控制技术，使整个系统的实现达到快，准，稳。调速过程灵活，且成本更低，能够充分发挥单片机的效能，精度高，能够本设计的要求。帆板控制系统是近年来引起广泛关注的一种自动化平衡系统，具有非常重要的研究价值和广泛的应用前景。