飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目錄 1. 緒論 . 1 1.1 選題的依據(jù)及意義 . 3 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) . 3 2 . 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 4 2.1 單片機(jī)的選用及功能介紹 . 5 2.2 片外存儲(chǔ)器功能簡(jiǎn)介 . 5 2.3 顯示與鍵盤(pán)部分設(shè)計(jì) . 7 2.4 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) . 9 2.4.1 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理 . 9 2.4.2 主電路和逆變電路工作原理 . 10 2.4.3 變頻與變壓 . 12 2.4.4 電動(dòng)機(jī)與單片機(jī)的接口 . 14 2.5 位移和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分的設(shè)計(jì) . 16 2.5.1 位移檢測(cè)傳感器和轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器的選用 . 16 2.5.2 光柵位移和轉(zhuǎn)速傳感器與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) . 16 3 機(jī)械結(jié)構(gòu)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .20 3.1 升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 . 21 3.1.1 液壓缸結(jié)構(gòu) . 21 3.1.2 液壓缸零部件分析 . 24 3.1.3 油缸的壁厚校驗(yàn) . 26 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算 . 27 3.2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 . 27 3.2.2.2 軸尺寸設(shè)計(jì) . 30 3.2.3 鍵的選擇與校核 . 32 3.2.4 皮帶的選擇 . 33 3.3 液壓系統(tǒng)分析 . 36 3.3.1 液壓系統(tǒng) . 36 3.3.2 液壓泵與電動(dòng)機(jī)的選擇 . 37 結(jié)論 .39 參考文獻(xiàn) .40 致謝 .41 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 1. 緒論 1.1 選題的依據(jù)及意義 隨著飛機(jī)和導(dǎo)彈的快速發(fā)展，要求其具有更高的性能和穩(wěn)定性 ,這就要我們通過(guò)對(duì)他們的性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)量評(píng)估進(jìn)而進(jìn)行改進(jìn)，但一架真正的飛機(jī)或一枚導(dǎo)彈的成本太高 ,我們不可能也沒(méi)有必要用一架真正的飛機(jī)或?qū)梺?lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù) ,這就要求我們采用一些比較合理的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)或?qū)椀娘w行狀態(tài)，這樣飛行模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)得以發(fā)展。該轉(zhuǎn)臺(tái)可以將重物放在其上面也可以用來(lái)對(duì)飛行員進(jìn)行培訓(xùn)，因?yàn)樗梢阅M飛機(jī)在空中飛行的各種姿態(tài)。該裝置的出現(xiàn)既達(dá)到了對(duì)飛機(jī)或?qū)椥阅軈?shù)的采集，進(jìn)而改進(jìn)，在成本上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一架飛機(jī)或 導(dǎo)彈的價(jià)格，對(duì)飛機(jī)和導(dǎo)彈的發(fā)展具有不可估量的價(jià)值。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 目前 ,大部分飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái)采用串聯(lián)式機(jī)構(gòu) ,而本設(shè)計(jì)則采用并聯(lián)式機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 實(shí)現(xiàn)的。采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)其承載能力大 ,機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。本機(jī)構(gòu)由上下兩個(gè)工作平臺(tái) ,下平臺(tái)固定在地面上 ,上平臺(tái)用來(lái)放待實(shí)驗(yàn)的物品 ,在上下平臺(tái)之間采用三個(gè)液壓缸連接 ,通過(guò)液壓缸上聲高度的不同 ,來(lái)實(shí)現(xiàn)上平臺(tái)的傾斜 ,而上平臺(tái)可由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)從而達(dá)到模擬飛機(jī)在飛行過(guò)程中的各種狀態(tài)。 飛行模擬器研制及應(yīng)用被認(rèn)為是飛行模擬技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)性工程和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一直受到世界各國(guó)尤其是發(fā) 達(dá)國(guó)家的高度重視。美國(guó)是世界上最早開(kāi)展飛行模擬器研究和應(yīng)用的國(guó)家，在技術(shù)和數(shù)量上一直居領(lǐng)先地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)的飛行模擬器研制和采辦費(fèi)用每年增長(zhǎng)一倍，僅 1995 年 2000 年的費(fèi)用就高達(dá) 36 億美元。俄羅斯同樣是世界上的飛行模擬大國(guó)和強(qiáng)國(guó)，他們的所有飛機(jī)都配備有相應(yīng)的飛行模擬器，僅空中飛行模擬器就有 20 余種，其中包括先進(jìn)的空地綜合飛行模擬系統(tǒng)。值得提出的是，俄羅斯在飛行模擬器的基礎(chǔ)理論研究，特別是人 -機(jī)工效學(xué)和飛行員建模與仿真等方面都名列前茅。英、德、法等國(guó)的飛行模擬器研制及應(yīng)用也始終處于世界先進(jìn)行列。 我國(guó)在飛行模擬器研制及應(yīng)用方面雖然起步比美、俄、英法等國(guó)較晚，但仍是世界上發(fā)展飛行模擬器較早的國(guó)家。于 20 世紀(jì) 60 年代開(kāi)始使用射擊練習(xí)器和儀表飛行練習(xí)器，并建立了研究用飛機(jī)控制系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)模擬試驗(yàn)臺(tái)。 20 世紀(jì) 80 年代發(fā)展更快，先后研制成功了一系列研制用飛行模擬器和工程用飛行模擬器，并普及設(shè)計(jì)、制造和使用了各個(gè)機(jī)種的飛行模擬訓(xùn)練器。出此，我國(guó)還是世界上少數(shù)能夠設(shè)計(jì)和建造空中飛行模擬器的國(guó)家之一，所以可堪稱為“飛行模擬器大國(guó)”。 2 . 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 飛行模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的控制系統(tǒng)可以是微機(jī) 、單片機(jī)、可編程控制器等，考慮到本次設(shè)計(jì)的飛行模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)僅有 3個(gè)液壓缸和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，控制器需要進(jìn)行的運(yùn)算量不大，而且本系統(tǒng)提供的功能并不復(fù)雜，單片機(jī) MCS-51 足以。所以從節(jié)省成本的角度出發(fā)選擇了單片機(jī)控制系統(tǒng)。 將本次單片機(jī)的控制系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)模塊： 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 2-1 單片機(jī)模塊圖 2.1 單片機(jī)的選用及功能介紹 MCS-51 系列單片機(jī)是美國(guó) INTEL 公司在 1980 年推出的 8 位單片微型計(jì)算機(jī)。其典型產(chǎn)品有 8031、 8051 和 8751 三種機(jī)型，除片內(nèi)程 序存儲(chǔ)器的容量不同外，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳完全相同。在此我們選用了較為常用的 8051 芯片。其引腳示意圖如圖3.1-1 所示： MCS-51 系列單片機(jī)由微處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串行和并行的 I/O 接口、中斷系統(tǒng)合振蕩器構(gòu)成。 8051 的 P0.0 P0.7 這 8根引腳采用分時(shí)復(fù)用的方法作低 8位地址線與雙向 8位數(shù)據(jù)線； P2.0 P2.4 這 5 根引腳在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)，提供高位地址； P2.5 P2.7 和 P1.0 這 4 根引腳接 2 片 74LS138 譯碼器，產(chǎn)生片選信號(hào)；引腳 ALE接地址鎖存器 74LS373、 8155、 8279 和 SA4828 的使能端； EA/VPP端因不訪問(wèn)片內(nèi)存儲(chǔ)器而接地； X1、 X2 接 6MHz 的晶振； RESET 端接重啟電路。 8 2.2 片外存儲(chǔ)器功能簡(jiǎn)介 片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展包括程序存儲(chǔ)器（ ROM）擴(kuò)展和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）擴(kuò)展。 MCS-51 系列單片機(jī)具有 64KB 的程序存儲(chǔ)空間，其中 8051、 8071 片內(nèi)有 4KB 的程序存儲(chǔ)器， 8031 片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器。當(dāng)采用 8051、 8071 型單片機(jī)而程序超過(guò) 4KB，或采用 8031 單片機(jī)時(shí)，就需對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行外部擴(kuò)展。 外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展原理如圖 2-2所示： 2 顯示部分 逆變電路 單 片 機(jī) 位移和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路 片外存儲(chǔ)器 鍵盤(pán)部分 光電隔離 驅(qū)動(dòng)電路 電動(dòng)機(jī) 指令 EPROM OE P0 口 EA ALE P2 口 PSEN 數(shù)據(jù)輸出 鎖存器 數(shù)據(jù)輸入 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 2-2 外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展原理圖 外部程序存儲(chǔ)器可選用 EPROM、 E2PROM、 PAGED EPROM 和 KEPROM 等。紫外線擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器 EPROM，典型產(chǎn)品有 Intel 公司的系列芯片 2716（ 2Kx8 位 ） 、2732A（ 4Kx8 位 ） 、 2764A（ 8Kx8 位 ） 、 27128A（ 16Kx8 位 ） 、 27256（ 32Kx8 位 ） 和27512（ 64Kx8 位 ） 等 ， 在這些芯片上均設(shè)有一個(gè)玻璃口 ， 在紫外線下照射 20 分鐘左右 ， 存儲(chǔ)中的各位信息 均變?yōu)?1。以后通過(guò)編程器可將這些程序固化到這些芯片中。 如在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理時(shí)，僅靠?jī)?nèi)部的 RAM 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此必須擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有靜態(tài) RAM和動(dòng)態(tài) RAM兩種。以下為靜態(tài) RAM與 MCS-51的接口外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法如圖 2-3 所示： 2 圖 2-3 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展原理圖 6264 是 8Kx8 位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)芯片，采用 CMOS 工藝制造，單一 +5V 供電，額定功率 200mW，典型存儲(chǔ)時(shí)間 200ns，為 28 線雙列直插式封裝。 6264 的 A0 A12這 13條地址線與鎖存器的輸出及 P2 口對(duì)應(yīng)線相連， 6264 的 D0 D7這 8 條數(shù)據(jù)線與 8031的 P0 口對(duì)應(yīng)相連， 6264 的 OE 和 WE 與 8031 的 RD 和 WR 對(duì)應(yīng)， CS0接高電平。 8 按照這種片選方式， 6264 的 8KB 地址范圍不唯一， 6000H 7FFFH 是一種地址范圍。當(dāng) 向該片 6000H 單元寫(xiě)有個(gè)數(shù)據(jù) DATA 時(shí)，可用如下指令： D0 D7地址 RAM CE WE OE P0 口 ALE P2 口 WR RD 鎖存器 譯 碼 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 MOV A， #DATA MOV DPTA， #6000H MOVX DPTR， A 從 7FFFH 單元讀一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，可用如下指令： MOV DPTR， #7FFFH MOVX A， DPTR 上面討論的是 8031 擴(kuò)展一片 EPROM 或 RAM 的方法。在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要擴(kuò)展多片 EPROM 或 RAM。本次設(shè)計(jì)要擴(kuò)展 8Kx8 位的 EPROM 和 8Kx8 位的 RAM 各 3 片。當(dāng)CPU 通過(guò)指令 MOVC A， A+DPTR 發(fā)出讀 EPROM 操作時(shí)， P2、 P0發(fā)出的地址信 號(hào)應(yīng)能選擇其中一片的一個(gè)存儲(chǔ)單元，即 8片 2764 不應(yīng)該同時(shí)被選中，這就是所謂的片選。我們采用了地址法譯碼，譯碼芯片為 2 片 74LS138?？偣部商峁?16 個(gè)片選信號(hào)。 2.3 顯示與鍵盤(pán)部分設(shè)計(jì) 顯示設(shè)備有 CRT、 LCD、 LED 等，我們選用的是功能簡(jiǎn)單的 LED 數(shù)碼管顯示器。 LED 顯示器由 7 條發(fā)光二極管組成顯示字段，有的還帶有小數(shù)點(diǎn) dp。將 7 段發(fā)光二極管陰極連在一起，稱為共陰接法，當(dāng)某個(gè)字段的陽(yáng)極為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的字段就點(diǎn)亮。 LED 要正常工作需要通過(guò) I/O 接口芯片 8155 與 8051 相連。 8155 芯片 內(nèi)具有 256 個(gè)字節(jié)的 RAM，兩個(gè) 8位、一個(gè) 6位的可編程 I/O 和一個(gè)14 位計(jì)數(shù)器，與 MCS-51 接口簡(jiǎn)單，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最廣泛的芯片。 8 8155 可以和 MCS-51 直接相連。 8155 的 RAM 和各端口地址如下： RAM 的地址： 000H 00FFH 命令口： 0200H A口： 0201H B口： 0202H C口： 0203H 定時(shí)器低位： 0204H 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 定時(shí)器高位： 0205H 設(shè) 8051RAM 中有 6個(gè)顯示緩沖單元 79H 7EH，分別存放 6 位顯示器的顯示數(shù)據(jù)。8155 的 A 口掃描輸出總有一位為高電平， 8155 的 B口輸出相應(yīng)位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使每一位顯示出一個(gè)字符，其余位為暗，依次改變 A 口輸出的餓高電平位及 B口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)， 6 位顯示器就顯示出緩沖器的顯示字符。程序清單如下： DIR： MOV R0， #79H ；顯示緩沖區(qū)首址送 R0 MOV R3， #01H ；使顯示器最右邊位亮 MOV A， R3 LD0： MOV DPTR， #0101H ；掃描值送入 PA口 MOVX DPTR， A INC DPTR ；指向 PB 口 MOV A， R0 ；取顯示數(shù)據(jù) MOV A， #12H ；加上偏移量 MOVX A， A+PC ；取出字形 MOVX DPTR， A ；送出顯示 ACALL DL1 ；延時(shí) INC R0 ； 緩沖區(qū)地址加 1 MOV A， R3 ； JB ACC.5， LD1 ；掃到第 6 個(gè)顯示位了嗎？ RL A ；沒(méi)有， R3 左環(huán)移一位，掃描下一個(gè)顯示位 MOV R3， A AJMP LD0 LD1： RET DSEG： DB 3FH， 06H， 5BH， 4FH， 66H， 6DH ；顯示段碼表 DSEG1： DB 7DH， 07H， 7FH， 6FH， 77H， 7CH DSEG2： DB 39H， 5EH， 79H， 71H， 73H， 3EH DSEG3： DB 31H， 61H， 1CH， 23H， 40H， 03H DSEG4： DB 18H， 00H， 00H， 00H DL1： MOV R7， #02H ；延時(shí)子程序 DL： MOV R6， #0FFH DL6： DJNZ R6， DL6 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 DJNZ R7， DL RET 鍵盤(pán)共設(shè)有 32個(gè)鍵，由 4 條行線 8條列線組成開(kāi)關(guān)矩陣。對(duì)于開(kāi)關(guān)矩陣的接法大多數(shù)單片機(jī)的入門(mén)教科書(shū)上大多是采用 8155 作為鍵盤(pán) I/O 的接口芯片，但 8155芯 片不具備中斷請(qǐng)求輸出端，于是不得不采用鍵盤(pán)掃描程序不斷的檢測(cè)是否有按鍵被使用，這樣就給單片機(jī)造成了很大的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，運(yùn)算量較大時(shí)有可能造成系統(tǒng)無(wú)法響應(yīng)，所以我們?cè)谶@里選用了專門(mén)用于鍵盤(pán)連接的 8279 芯片。 8279 采用單一 5V 電源供電， 40腳封裝。 2.4 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) 交流異步電動(dòng)機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格便宜、維護(hù)方便的特點(diǎn)，在生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。與其他種類電動(dòng)機(jī)相比，交流異步電動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)占有量始終第一位。 然而，長(zhǎng)期以來(lái)，交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速始終是一個(gè)不好解決的難 題。直到 20世紀(jì) 70年代，由于計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生，以及近 20年來(lái)新型快速的電力電子原件的出現(xiàn)，才使得交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速成為可能，并得到迅速的普及。 9目前，交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已廣泛用于數(shù)控機(jī)床、風(fēng)機(jī)、泵類、傳帶機(jī)、給料系統(tǒng)、空調(diào)器等設(shè)備的動(dòng)力源或運(yùn)動(dòng)源，并起到節(jié)約電能、提高設(shè)備自動(dòng)化、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的良好效果。因此，交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代自動(dòng)控制專業(yè)技術(shù)人員必須要掌握的知識(shí)?，F(xiàn)代流行的交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方法是變頻變壓法（ VVVF）。這種調(diào)速方法的原理比較簡(jiǎn)單，而且有 20 多年比較成熟的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)， 因此應(yīng)用得較多，市場(chǎng)上也有較多的相關(guān)產(chǎn)品。 2.4.1 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理 根據(jù)電機(jī)學(xué)理論，交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由式 (2-1)表示： s)-1(p f60n = (2-1)9 式中 : n-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 p-電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù) f-電源頻率 s-轉(zhuǎn)差率 由上式可知，影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的因素有：電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù) p、轉(zhuǎn)差率 s 和電源充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 頻率 f。其中，改變電源頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法效 果最理想，這就是所謂變頻調(diào)速。 2.4.2 主電路和逆變電路工作原理 變頻調(diào)速實(shí)質(zhì)上是向交流異步電動(dòng)機(jī)提供一個(gè)頻率可控的電源。能實(shí)現(xiàn)這一功能的裝置稱為變頻器。變頻器由兩部分組成：主電路和控制電路，其中主電路通常采用交 -直 -交方式，即先將交流電轉(zhuǎn)變成直流電（整流、濾波），再將直流電轉(zhuǎn)變成頻率可調(diào)的矩形波交流電（逆變）。圖 2-42是主電路的原理圖，它是變頻器常用的最基本的格式。 圖 2-4 電壓型交 -直 -交變頻調(diào)速主電路 （ 1） .主電路中各元件的功能 主電路中各元件的功能如下。 交 -直電路 整流管 D1 D6 組成三相整流橋，對(duì)三相交流電進(jìn)行全波整流。整流后的直流電壓 U=1.35 x 380V = 513V2 濾波電容 Cr 濾除整流后的電壓波紋，并在負(fù)載變化時(shí)保持電壓平穩(wěn)。 當(dāng)變頻器通電時(shí)，瞬時(shí)沖擊電流較大，為了保護(hù)電路元件，加限流電阻 Ra。延時(shí)一段時(shí)間后，通過(guò)控制電路使開(kāi)關(guān) JK閉合，將限流電阻短路。 電源指示燈 LP 除了指示電源通斷外，還可以在電源斷開(kāi)時(shí)，作為濾波電容 Cr 放電通路和指示。濾波電容 Cr 容量通常很大；所以放電的時(shí)間較長(zhǎng)（數(shù)分鐘），幾百伏的高電壓會(huì)威脅人員安全，因此，在維修時(shí)要等指示燈熄滅后進(jìn)行。 Rc 是制動(dòng)電阻。電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)過(guò)程中處于發(fā)電狀態(tài)，由于電路是處在斷開(kāi)情況下，增加的電能無(wú)處釋放，使電路電壓不斷升高，將會(huì)損壞電路元件。所以，應(yīng)給一個(gè)放電通路，使這部分再生電流耗在電阻 Rc 上。制動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制電路使開(kāi)關(guān)管 Tc 導(dǎo)通，充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 形成放電通路。 直 -交電路 2 逆變開(kāi)關(guān)管 T1 T6 組成三相逆變橋，將直流電逆變成頻率可調(diào)的矩形波交流電。逆變管可以選擇絕緣柵雙極晶體管 IGBT、功率效應(yīng)管 MOSFET。 續(xù)流二極管 D7 D12 的作用是：當(dāng)逆變開(kāi)關(guān)管由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂箷r(shí)，雖然電壓突變將為 0，但由于電動(dòng)機(jī)線圈的電感作用 ，儲(chǔ)存在線圈中的電能開(kāi)始釋放，續(xù)流二級(jí)管提供通道，維持電流繼續(xù)在線圈中流動(dòng)。另外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，續(xù)流二級(jí)管為再生電流提供通道，使其回流到直流電源。 電阻 R1 R6、電容 C1 C6、二極管 D13 D18 組成緩沖電路，來(lái)保護(hù)逆變開(kāi)關(guān)管。由于開(kāi)關(guān)管在開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)，要受集電極電流 Ic和集電極與發(fā)射極間電壓 VCE 的沖擊，如圖所示，因此要通過(guò)緩沖電路進(jìn)行緩解。當(dāng)逆變開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)， VCE 迅速升高，Ic 迅速降低，過(guò)高增長(zhǎng)率的電壓對(duì)逆變開(kāi)關(guān)管造成危害，所以通過(guò)在逆變開(kāi)關(guān)管兩端并聯(lián)電容（ C1 C6）來(lái)減少電壓增長(zhǎng)率；當(dāng)逆變開(kāi) 關(guān)管開(kāi)通時(shí)， VCE 迅速降低，而Ic 則迅速升高，并聯(lián)在逆變開(kāi)光管兩端的電容（ C1 C6)由于電壓降低，將通過(guò)逆變開(kāi)關(guān)管放電，這將加速電流 Ic 的增長(zhǎng)率，造成逆變開(kāi)光管的損壞。所以增加電阻（ R1R6），限制電容的放電電流?？墒钱?dāng)逆變開(kāi)光管關(guān)斷時(shí)，該電阻又會(huì)阻止電容的充電。為了解決這個(gè)矛盾，在電子兩端并聯(lián)二極管（ D13 D18），使電容在充電時(shí)，避開(kāi)電阻，通過(guò)二極管充電，在放電時(shí)，通過(guò)電子放電，實(shí)現(xiàn)緩沖功能。 （ 2） 三相逆變橋的工作原理 三相逆變橋的電路簡(jiǎn)圖如圖 2-5（ a） 9所示，圖中 R、 Y、 B為逆變橋的輸 出。圖2-5（ b） 9是各逆變管導(dǎo)通的時(shí)序，其中深色部分表示逆變導(dǎo)管。圖 2-5（ b）可以看出，每一時(shí)刻總能有 3只逆變管導(dǎo)通，另 3 只逆變管關(guān)斷；并且 T1 與 T4、 T2 與 T5、T3 與 T6 每對(duì)逆變管不能同時(shí)導(dǎo)通。 在 t1 時(shí)間段 ,T1、 T3、 T5這 3 只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從 R到 Y和從 B到 Y（設(shè)從 R 到 Y、從 Y到 B、從 B到 R為正方向），得到線電壓為 URY 和 -UYB。 在 t2 時(shí)間段， T1、 T5、 T6 這 3 只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從 R到 Y和從 R到 B，得到的線電壓為 URY 和 -UBR。 在 t3 時(shí)間段， T1、 T2、 T6 這 3 只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從 R到 B和從 Y到 B，得到的線電壓為 -UBR 和 UYB。 在 t4 時(shí)間段， T2、 T4、 T6 這 3 只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從 Y到 R和從 Y到 B，得到的線電壓為 -URY 和 UYB。 9 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 2-5 電路簡(jiǎn)圖和逆變管通斷時(shí)序 在 t5 時(shí)間段， T2、 T3、 T4 這 3 只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從 Y到 R和從 B到 R，得到的線電壓為 -URY 和 UBR。 在 t6 時(shí)間段， T3、 T4、 T5 這 3 只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從 B到 R和從 B到 Y，得到的線電壓為 UBR 和 -UYB。 線電壓 URY、 UYB、 UBR 的波形見(jiàn)圖 2-69。從圖中可以看出，三者之間互差 120，它們的幅值是 U。 圖 2-6 逆變輸出線電壓波形 因此，只要按圖的規(guī)律控制 6只逆變管的導(dǎo)通和關(guān)斷，就可以把直流電逆變成矩形波三相交流電；而絕、形波三相交流電的頻率可在逆變是受到控制。 然而，矩形波不是正弦波，含有許多高次諧波成分，將使交流異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生發(fā)熱、力矩下降、振動(dòng)噪聲等不利結(jié)果。為了使輸出的波形接近正弦波，可采用正弦脈寬調(diào)制波。 2.4.3 變頻與變壓 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 由前面的敘述可知改變電源頻率可達(dá)到改變 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，但實(shí)際上當(dāng)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，必定會(huì)造成通過(guò)電動(dòng)機(jī)鐵芯的磁通量的改變。由于電動(dòng)機(jī)的磁通容量與電動(dòng)機(jī)的鐵芯大小有關(guān)，通常在設(shè)計(jì)時(shí)與達(dá)到最大容量，因此，當(dāng)磁通量增加時(shí)，將產(chǎn)生磁飽和，造成實(shí)際磁通量增加不上去，產(chǎn)生電流波形畸變，削弱電磁力矩，影響機(jī)械特性。 為了解決機(jī)械特性下降的問(wèn)題，一種解決方案是設(shè)法維持磁通量恒定不變，即設(shè)法使 E / f = K = 常數(shù) 這就要求，當(dāng)電動(dòng)機(jī)改變電源頻率 f時(shí)， E 與應(yīng)該作相應(yīng)的變化，來(lái)維持它們的比值不變。由于阻抗上產(chǎn)生的壓降相對(duì)于加在繞組端的電源 電壓 U 很小，可略去。則： U E 這就說(shuō)明可以通過(guò)調(diào)節(jié)電壓 U，使其跟隨頻率 f的變化的方法達(dá)到使磁通恒定不變的目的，從而調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 怎樣實(shí)現(xiàn)變頻的同時(shí)也變壓？我們采用的方法是脈寬調(diào)制（ PWM）。將圖 3-6所示的一個(gè)周期的輸出波形用一組等寬脈沖波來(lái)表示，如圖 2-710所示。 圖 2-7 含有等寬載波的脈寬調(diào)制波形 如圖 2-8 所示，買個(gè)脈沖的寬度為 t1,相鄰脈沖的間隔為 t2， t1+t2=Tz(脈沖周期 )。則等寬脈沖的占空比為 =t1/（ t1+t2） 調(diào)節(jié)占空比，就可以調(diào)節(jié)輸出的平均電壓；調(diào) 節(jié) PWM 波的頻率 1/T，就可以改變電源頻率，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。通過(guò)控制電路，可以容易的實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖波的占空比和 PWM波的頻率分別進(jìn)行調(diào)整。 10 但是，雖然實(shí)現(xiàn)了變頻與變壓，可是逆變電路輸出的電壓波形仍然是一組矩形波，而不是正弦波，仍然存在許多高次諧波的成分，因此還要進(jìn)行改變。 一種方法是將等寬的脈沖波變成寬度漸變的脈沖波，其寬度變化規(guī)律應(yīng)符合正弦波的變化規(guī)律，如圖所示。我們把這樣的波稱為正弦脈寬調(diào)制波，簡(jiǎn)稱 SPWM 波。 SPWM充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 波大大地減少了諧波成分，可以得到基本滿意的效果。 產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制波 SPWM 的方法是：用 一組等腰三角形波與一個(gè)正弦波進(jìn)行比較，如圖所示，其相等的時(shí)刻（即交點(diǎn)）作為開(kāi)關(guān)管“開(kāi)”或“關(guān)”的時(shí)刻。 圖 2-8 SPWM 波形生成方法 將這組等腰三角形波稱為載波，而正弦波則稱為調(diào)制波。正弦波的頻率和扶植時(shí)刻控制的，如圖 2-811所示，改變正弦波的頻率，就可以改變輸出電源的頻率，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；改變正弦波的幅值，也就改變了正弦波與載波的交點(diǎn)，使輸出脈沖系列的寬度發(fā)生變化，從而改變了輸出電壓。 11 2.4.4 電動(dòng)機(jī)與單片機(jī)的接口 在調(diào)制波的頻率、幅值和載波的頻率這 3項(xiàng)參數(shù)中，不論哪一項(xiàng)發(fā)生 變化時(shí)，都使得載波與調(diào)制波的交點(diǎn)發(fā)生變化。因此，在每一次調(diào)整時(shí)，都要重新計(jì)算交點(diǎn)的坐標(biāo)。顯然，單片機(jī)的計(jì)算能力和速度不足以勝任這項(xiàng)任務(wù)。過(guò)去通常的作法是：對(duì)計(jì)算做一些簡(jiǎn)化，并事先計(jì)算出交點(diǎn)坐標(biāo)，將其制成表格，使用時(shí)進(jìn)行查表調(diào)用。但即使這樣，單片機(jī)的負(fù)擔(dān)也很重。 為了使單片機(jī)從這一沉重的負(fù)擔(dān)中解脫出來(lái)，近些年來(lái)，一些廠商推出了專用于生成三相或單項(xiàng) SPWM 波控制信號(hào)的大規(guī)模集成電路芯片，如 HEF4752、 SLE4520、SA4828 等。采用這樣的集成電路芯片，可以大大地減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，使單片機(jī)可以空出大量的時(shí) 間用于檢測(cè)和監(jiān)控。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的便是 SA4828 三相SPWM 波控制芯片。 SA4828 時(shí) MITEL 公司推出的一種專用于三相 SPWM 信號(hào)發(fā)生和控制的集成芯片。充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 它既可以單獨(dú)使用，也可以與大多數(shù)型號(hào)的單片機(jī)接口。該芯片的主要特點(diǎn)為：全數(shù)字控制；兼容 INTEL 系列和 MOTOROLA 系列單片機(jī)；輸出調(diào)制波頻率范圍 0 4kHz；16 位調(diào)速分辨率；載波頻率最高可達(dá) 24kHz；內(nèi)部 ROM 固化 3 種可選波形；可選最小脈寬和延遲時(shí)間（死區(qū)）；可單獨(dú)調(diào)整各相輸出以適應(yīng)不平衡負(fù)載；看門(mén)狗定時(shí)器。 SA4828 采用 28 腳的 DIP 和 SOIC 封裝。來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)總線控制和譯碼進(jìn)入初始化寄存器或控制寄存器。它們對(duì)相控邏輯電路進(jìn)行控制。外部時(shí)鐘輸入經(jīng)分頻器分成設(shè)定的頻率，并生成三角形載波，三角載波與所選定的片內(nèi) ROM 中的調(diào)制波形進(jìn)行比較，自動(dòng)生成 SPWM 輸出脈沖。通過(guò)脈沖刪除電路，刪去比較窄的脈沖（如圖所示），因?yàn)檫@樣的脈沖不起任何作用，只會(huì)增加開(kāi)關(guān)管的損耗。通過(guò)脈沖延遲電路生成死區(qū)，保證任何橋臂上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管不會(huì)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路。看門(mén)狗定時(shí)器用來(lái)防止程序跑飛，當(dāng)時(shí)間條件滿足時(shí)快速封鎖輸出。 片內(nèi) ROM 存有 3 種可供選擇的波形 ，它們是純正弦波、增強(qiáng)型波形和高效波形。如圖所示。每一種波形各 1536 個(gè)采樣值。增強(qiáng)型波形又稱三次諧波，它可以使輸出提高 20%，三相諧波互相抵消，防止電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。高效型波形又稱帶死區(qū)的三次諧波，它是進(jìn)一步優(yōu)化的三次諧波，可以減小逆變開(kāi)關(guān)管的損耗，提高功率利用率。 寄存器列陣包含 8個(gè) 8 位寄存器 R0 R5 和 R14、 R15。其中 R0 R5用來(lái)暫存來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù) ,這些數(shù)據(jù)可能是初始化數(shù)據(jù) ,或者是控制數(shù)據(jù)；而 R14、 R15 是兩個(gè)虛擬的寄存器，物理上不存在。當(dāng)向 R14 寫(xiě)操作時(shí)，實(shí)際是將 R0 R5 中存放的 48位數(shù)據(jù)送入 初始化寄存器。當(dāng)向 R15 寫(xiě)操作時(shí)，是將 R0 R5 中存放的 48 位數(shù)據(jù)送入控制寄存器。 SA4828 芯片可以與多種不同種類單片機(jī)接口，這次我們選用的是 INTEL 公司的8051 單片機(jī)。 8051 的地址與數(shù)據(jù)總線，因此， SA4828 芯片的 MUX 引腳接高電平或者懸空不接。通過(guò) 8051 的 P0 口與 SA4828 的 AD口相連，提供 8 位數(shù)據(jù)和低 8位地址，SA4828 芯片中的地址鎖存器可以鎖存來(lái)自 8051 的低 8 位地址，從而將 AD 口輸入的地址與數(shù)據(jù)分開(kāi)。 SA4828 的地址鎖存器由 8051 的 ALE 信號(hào)控制。同時(shí)，連接的控制信號(hào)還有讀、 寫(xiě)信號(hào) RD 和 WR。 SA4828 的片選信號(hào) CS 用譯碼器 74LS138 的控制信號(hào)SASEL 控制。 8 SA4828 的 8 個(gè)寄存器的地址為 ,寄存器 R0 R5 的地址： 0000H 0005H；虛擬寄存器 R14,R15 的地址 :000EH,000FH。 SA4828 的 SETTRIP 引腳接 8051的 P1.1，使單片機(jī)能夠在異常情況下封鎖 SA4828的輸出。 ZPPR 引腳接 8051 的 P3.2（ INT0），測(cè)量調(diào)制波的頻率，用于顯示。 SA4828充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 的 TRIP 引腳接一只發(fā)光二極管，當(dāng) SA4828 的輸出被封鎖時(shí)，發(fā)光二極管燈亮報(bào)警。SA4828 的 6 個(gè)輸出引腳 RPHT、 YPHT、 BPHT、 RPHB、 YPHB、 BPHB 分別通過(guò)各自的驅(qū)動(dòng)電路，來(lái)驅(qū)動(dòng)逆變橋的 6只開(kāi)關(guān)管。 2.5 位移和轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分的設(shè)計(jì) 2.5.1 位移檢測(cè)傳感器和轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器的選用 由于轉(zhuǎn)臺(tái)控制量的要求精度較高，必須采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，又由設(shè)計(jì)要求可知所設(shè)計(jì)的液壓飛行模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)統(tǒng)必須具備位置檢測(cè)功能。所以必須通過(guò)高精度的位移傳感器對(duì)位移量進(jìn)行檢測(cè)和絕對(duì)式編碼器對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，反饋給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理的結(jié)果作為控制量對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn) 行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)液壓缸升降速度的精確和工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的控制，也就是對(duì)位移量的精確控制。在此我們選用光柵位移檢測(cè)傳感器。原因有如下幾點(diǎn)： （ 1）輸出數(shù)字信號(hào)。光柵傳感器輸出的是數(shù)字信號(hào)，這使得它易于與數(shù)字電路，特別是單片機(jī)接口。這樣就省去了模 -數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了電路。 （ 2）高精度。由于在某些使用場(chǎng)合下對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的工作精度要求較高，所以應(yīng)選用具有較高精度的位移檢測(cè)傳感器。而光柵尺完全符合這種需求，由于精密的光刻技術(shù)和電子細(xì)分技術(shù)，以及莫爾條紋所具有的對(duì)局部誤差的消除作用，光柵傳感器可以得到很高的測(cè)量精度。目前 ，用于長(zhǎng)度測(cè)量的光柵，其測(cè)量誤差可控制在 0.2 0.4m/m以內(nèi)，精度為 0.5 3 m/1500mm，分辨率可做到 0.1 m，允許計(jì)數(shù)速度為 200mm/s。 （ 3）具備大量程。這次我們?cè)O(shè)計(jì)的同步頂升系統(tǒng)，其每個(gè)液壓缸的最大行程為400mm，所以需要傳感器具有較大的量程。但是一般的大量程的傳感器其分辨率都不高，但光柵尺卻可以很好的克服這個(gè)缺點(diǎn)。 （ 4）性價(jià)比高。在測(cè)量精度方面，光柵傳感器和絕對(duì)式編碼器僅次于激光測(cè)量，而成本卻低的多。 10 但是由于光柵傳感器的光柵片一般是用玻璃制作的，而且移動(dòng)光柵片與固定 光柵片之間的間隙很小，因此對(duì)環(huán)境條件如濕度、溫度、振動(dòng)、沖擊等較為敏感。環(huán)境的變化會(huì)影響光柵傳感器的性能和可靠性。所以設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)時(shí)我們將光柵尺密封在活塞內(nèi)腔中，但不與活塞一起上下運(yùn)動(dòng)，活塞升降時(shí)應(yīng)盡量避免油液滲透進(jìn)內(nèi)腔污染光柵尺和電子原件。千斤頂?shù)牡鬃赏ㄟ^(guò)螺釘與固定支架相連，可提高千斤頂?shù)姆€(wěn)定性，減少振動(dòng)，亦可保護(hù)光柵傳感器。 2.5.2 光柵位移和轉(zhuǎn)速傳感器與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 單片機(jī)與光柵傳感器的接口電路如圖 2-9所示。它有 3個(gè)部分組成，包括光柵信號(hào)檢測(cè)電路、辨向電路、位置計(jì)數(shù)電路。 光柵信號(hào)檢測(cè) 電路由光敏三極管和兩個(gè)比較器 LM339 組成。來(lái)自光柵的莫爾條紋照到光敏三極管 Ta和 Tb 上，它們所輸出的電信號(hào)加到兩個(gè)比較器的鎮(zhèn)輸入端上，而在這 2個(gè)比較器的負(fù)輸入端分別由 2個(gè) 5.1k的電阻和 2 個(gè) 5.1k的可調(diào)電阻形成一定的參考電壓，該參考電壓應(yīng)使光柵輸出的 Ua、 Ub 的高、低電平寬度一樣（即整形）。從 LM339 輸出的整形后的電壓信號(hào) Ua、 Ub 送到辨向電路中去，辨向電路是由與門(mén) Y1、 Y2、異或門(mén) E1E2E3 和 4 位寄存器 95 組成。 95 的數(shù)據(jù)輸入端 D1 接收 Ua， D0接收 Ub，接收脈沖由單片機(jī)的 ALE 和 T0 端提供。 因此，當(dāng) 95 的接收脈沖端 LD有脈沖下降沿產(chǎn)生時(shí)，則 Ua、 Ub 的電平分別由 D1和 D0 端輸入到 Q1、 Q0 去。 當(dāng)莫爾條紋上移時(shí)，電偏平變化序列為 00011110；但當(dāng)莫爾條紋下移時(shí)，電平變化序列為 00101101。在考慮的現(xiàn)新行狀態(tài)和上次狀態(tài)時(shí)，則有邏輯信號(hào)如表所列。從表中可以看出，但把上次與本次的狀態(tài)組合成一個(gè)數(shù)碼時(shí)，對(duì)于莫爾條紋上移的情況，兩端的位總是不等，中間兩位總是相等，對(duì)于莫爾條紋下移的情況，兩端的位總是相等，中間兩位總是不等。利用這種明顯相反的特點(diǎn)，通過(guò)邏輯電平辨別光柵移動(dòng)方向。 因此，在 4 位寄 存器 95 中，把 Q0 輸出接到 D2 輸入端，把 Q1 輸出接到 D3輸入端，其意義也就是 Q3、 Q2 寄存 Ua、 Ub 原來(lái)的電平，用 Q1、 Q0 寄存 Ua、 Ub 現(xiàn)在的電平。這樣在 95中就形成了表 3-110中所列的代碼。 從單片機(jī)送來(lái)的脈沖信號(hào)是 95 接收數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)，這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的頻率較高，但這個(gè)信號(hào)從 95 的 LD段輸入時(shí)，就產(chǎn)生了這種情況：只有當(dāng)現(xiàn)行的 Ua、 Ub 電平變化時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生表所列的編碼；如果 Ua、 Ub 電平不變，在 95 中的 Q3Q2 的數(shù)碼和 Q1Q0中的數(shù)碼會(huì)完全一樣。例如， UaUb=01，而且不變，則接收數(shù)據(jù)信號(hào)從 LD 輸 入時(shí)， 95接收的結(jié)果為 0101,當(dāng) UaUb=00 時(shí)，在 95接收后為 0000。這些情況有利于判別 Ua、Ub 電平變化。很明顯，有如下結(jié)論： 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （ 1）當(dāng) Ua、 Ub不變時(shí)， 95 的 Q3Q2 和 Q1Q0 相同。所以，只有當(dāng) Q2Q1 不等時(shí)， 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 Q3Q0 也不等；當(dāng) Q2Q1 相等時(shí)， Q3Q0 也相同。 （ 2）當(dāng) Ua、 Ub 變化時(shí)， 95 的 Q3Q2 寄存 Q1Q0 上次的數(shù)據(jù)， Q1Q0 寄存當(dāng)前的數(shù)據(jù)，即 Ua、 Ub 電平。表中有， Q3Q0 相同， Q2Q1 不同時(shí)，莫爾條紋下移； Q3Q0 不同， Q2Q1相同時(shí)，莫爾條紋上移。 為了實(shí)現(xiàn)上面 2 點(diǎn) 結(jié)論，在圖中采用了 Y1、 Y2、 E1、 E2、 E3 組成的邏輯電路。當(dāng) Ua、 Ub 不變時(shí)， Y1、 Y2 不應(yīng)產(chǎn)生任何計(jì)數(shù)信號(hào)。這時(shí)，由于 Ua、 Ub不變，則有Q2Q1 不等， Q3Q0 也不等；或者 Q2Q1 相同， Q3Q0 也相同。當(dāng) Q2Q1 不等時(shí)，就輸出 1，同時(shí) Q3Q0 也不等， E3 也輸出 1，這樣， E1 就會(huì)輸出 0。所以 Y1、 Y2 也就輸出 0，它們都不會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。當(dāng) Q2Q1 相同， Q3Q0 也相同時(shí)， E2 輸出 0,E3 輸出 0,故 E1也輸出 0,使 Y1、 Y2 必定輸出 0，也不會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。 在 Ua、 Ub變化的情況下，當(dāng)莫爾條紋上移 時(shí)，則必有 Q2Q1 相同， Q3Q0 不同。這時(shí)， E2 輸出 0， E3 輸出 1,使 E1輸出 1。因此 ,Y1 輸出 0,Y2 輸出 1.Y2 輸出的上升沿使 4位加 /減同步計(jì)數(shù)器 193 進(jìn)行加法計(jì)數(shù)。 當(dāng)莫爾條紋下移時(shí)，必有 Q2Q1 不同， Q3Q0 相同。這時(shí) E2 輸出 1， E3 輸出 0，使E1 輸出 1。因此， Y輸出 1， Y2輸出 0。 Y1輸出的上升沿使 4位加 /減同步計(jì)數(shù)器 193進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。 位置計(jì)數(shù)電路由 2片 93 串聯(lián)組成，形成 8 位計(jì)數(shù)器。 193 是 4位加 /減計(jì)數(shù)器，加法計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)信號(hào)由 CU 端輸入，進(jìn)位信號(hào)從 CY 端輸出；減法計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì) 數(shù)信號(hào)由 CD 端輸入，借位信號(hào)從 BW 端輸出。 193 可以預(yù)置數(shù)據(jù)，預(yù)置數(shù)據(jù)從 D0 D3 輸入，接收預(yù)置數(shù)據(jù)的脈沖信號(hào)從 LD 端輸入。當(dāng) LD=0 時(shí)， 193 接收 D0 D3 輸入的數(shù)據(jù)。CLR 是清 0端， CLR=1 時(shí) 193 清 0。在預(yù)置和計(jì)數(shù)時(shí)，要求 CLR=0。 在圖 3-9中， 2 個(gè) 193 的 LD 端連在一起，通過(guò)電阻 R1 接 +5V，并經(jīng)電容 C0 接地。所以，愛(ài)接通電源的瞬間有 CLR=0， LD=0，使 193 接收 D0 D3 輸入的數(shù)據(jù)，即 193清 0。然后， 193 的內(nèi)容由 CU 和 CD 端的計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)確定。單片機(jī)通過(guò) P1口接收193 輸出的 8 位數(shù)據(jù) ，從而得到光柵的現(xiàn)行位置。 3 機(jī)械結(jié)構(gòu)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該液壓飛行模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)由升降系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成，可以通過(guò)升降系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)上工作平臺(tái)的傾斜角度、通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)上工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到模擬飛機(jī)或?qū)椩诳罩酗w行時(shí)的各種姿態(tài)，而控制系統(tǒng)則用來(lái)控制升降系統(tǒng)中各個(gè)液壓缸上升的高度和傳動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩_(dá)到工作平臺(tái)要求的工充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 作角度和旋轉(zhuǎn)速度。升降系統(tǒng)有液壓式、氣電式、氣壓式、汽液兩用式等，考慮到成本、實(shí)用性、使用舒適度等因素，我們最終選用了技術(shù)比較成熟的液壓系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)有齒輪傳動(dòng) 、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、螺紋傳動(dòng)、帶輪傳動(dòng)，考慮到有沖擊則采用帶輪傳動(dòng)，同時(shí)采用離合器從而減少對(duì)電動(dòng)機(jī)的慣性沖擊。 控制系統(tǒng)可以是微機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器等，考慮到本次設(shè)計(jì)的飛行模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)僅有 3個(gè)液壓缸和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，控制器需要進(jìn)行的運(yùn)算量不大，而且本系統(tǒng)提供的功能并不復(fù)雜，單片機(jī) MCS-51 足以。所以從節(jié)省成本的角度出發(fā)選擇了單片機(jī)控制系統(tǒng)。 該液壓飛行模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示。 3.1 升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 升降系統(tǒng)有液壓式、氣電式、汽液兩用式等，考慮到成本、實(shí)用性、使用舒適度等因素，我們最終選用了技術(shù)比較 成熟的液壓系統(tǒng)。該升降系統(tǒng)由三個(gè)液壓缸組成。 我們所設(shè)計(jì)的 液壓飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái) 的主要參數(shù)是總高約 1500mm，最大行程為400mm，最大載荷為 1t。因 液壓飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái) 載荷較大，位置精度要求較高，故上升速度不宜過(guò)大，最大上升速度應(yīng)控制在 50mm/min 以內(nèi)。 3.1.1 液壓缸結(jié)構(gòu) 由于液壓缸的外形尺寸較大，需承受的較大的沖擊載荷，所以初步擬定