基于单片机的自动找平控制系统研究

论文摘要

随着公路交通建设的迅速发展,对路面的平整度要求越来越高,原有的人工操纵机械远不能满足要求,而在现有工程机械上配备先进的电子智能操纵系统已经成为主流。本文分析了当前国内外各种自动找平控制系统的工作原理和控制方式,重点比较了两种非接触式自动找平控制系统:激光找平技术和超声波找平技术,并且对超声波传感器做了比较详细的分析。针对目前平地机在工作过程中手动整平的精度不高,劳动强度大,提出了基于单片机的自动找平控制系统的控制方案,采用霍尼韦尔公司生产的943系列超声波传感器为路面数据采集器,以8051单片机作为数字控制器的微控制器,完成了自动找平控制系统的硬件设计和软件设计。然后对数字控制器进行了系统稳定性测试、抗干扰性能测试和功能测试试验,结果表明系统运行良好,能够明显地提高路面的平整精度。同时基于单片机的自动找平控制系统的研究为进一步开发研究多功能、可靠性高的自动找平控制系统奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 自动找平控制系统的介绍
• 1.2.1 自动找平控制系统的历史
• 1.2.2 自动找平控制系统的现状
• 1.2.3 自动找平控制系统的发展
• 1.3 论文研究的目的和内容
• 1.3.1 论文研究的目的
• 1.3.2 论文研究的内容
• 第二章 自动找平系统的分析
• 2.1 自动找平系统的基本构造
• 2.2 自动找平系统的分类
• 2.3 自动找平系统的控制原理分析
• 2.4 非接触式自动找平控制系统的分析与比较
• 2.4.1 超声波自动找平控制系统分析
• 2.4.2 激光自动找平控制系统分析
• 2.4.3 比较结论
• 2.5 影响平地机自动找平控制系统精度的几个因素
• 第三章 平地机自动找平控制系统的设计
• 3.1 平地机自动找平控制方案的确定
• 3.1.1 平地机自动找平控制系统的要求
• 3.1.2 平地机自动找平控制系统的方案
• 3.1.3 平地机自动找平系统主控制器的选择
• 3.2 平地机自动找平控制系统的传感器选择
• 3.2.1 传感器的选择原则
• 3.2.2 超声波传感器的测距原理及精度影响因素
• 3.2.3 超声波传感器的选择
• 3.3 平地机自动找平控制系统的液压系统
• 3.3.1 自动找平液压系统的工作原理
• 3.3.2 电磁阀的控制模式
• 3.4 控制系统的数学模型及控制算法的确定
• 3.4.1 控制系统的数学模型
• 3.4.2 控制算法的设计
• 3.5 系统的抗干扰措施及控制参数的确定
• 3.5.1 系统的抗干扰措施
• 3.5.2 关键控制参数的确定
• 3.6 本章小结
• 第四章 数字控制器的硬件设计
• 4.1 概述
• 4.1.1 数字控制器的组成
• 4.1.2 单片机发展介绍
• 4.1.3 单片机8051 简介
• 4.2 开关量输入设计
• 4.3 信号处理模块
• 4.4 数据存储模块
• 4.5 I/O 口的扩展电路
• 4.6 系统状态显示模块
• 4.7 LED 显示模块
• 4.8 后向通道设计
• 4.9 控制面板设计
• 4.10 外围电路及电源模块设计
• 第五章 数字控制器的软件设计
• 5.1 系统的软件设计
• 5.2 软件设计流程图
• 5.3 本章小结
• 第六章 软件实验
• 6.1 实验目的
• 6.2 实验工具
• 6.3 实验内容
• 6.3.1 系统稳定性测试
• 6.3.2 系统抗干扰性能测试
• 6.3.3 系统功能测试
• 6.4 实验结论
• 结论与展望
• 结论
• 问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢