基于單片機控制的角度自動調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計
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由于單片機只能處理數(shù)字信號，因此需要通過一個A／D轉(zhuǎn)換電路把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送給單片機系統(tǒng)。WDD35D4角度傳感器的量程為：0～2 k，角度傳感器兩端電壓為12 V，由于帆板受到風力，使得帆板帶動角度傳感器的旋轉(zhuǎn)，從而改變角度傳感器分得的電壓，因此我們得到的控制算法為(x為假設(shè)的角度傳感器輸出電壓模擬量)：
2．2 PWM控制原理
PWM的意思是脈寬調(diào)節(jié)，也就是調(diào)節(jié)方波高電平和低電平的時間比，一個20％占空比波形，會有20％的高電平時間和80％的低電平時間，而一個60％占空比的波形則具有60％的高電平時間和40％的低電平時間，占空比越大，高電平時間越長，則輸出的脈沖幅度越高，即電壓越高。如果占空比為0％，那么高電平時間為0，則沒有電壓輸出。如果占空比為100％，那么輸出全部電壓。所以通過調(diào)節(jié)占空比，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，而且輸出電壓可以無級連續(xù)調(diào)節(jié)。從而可精確調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速。
分辨率也就是占空比最小能達到多少，如8位的PWM，理論的分辨率就是1：255(單斜率，即28之一)，16位的PWM理論就是1：655 35(單斜率，即216之一)。為提高系統(tǒng)中的分辨率，本系統(tǒng)中采用10位的PWM，理論上的分辨率為1：1 024。
本系統(tǒng)設(shè)計的核心算法為PID算法，它根據(jù)本次采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較得出偏差e(n)，對偏差進行PID運算，最終利用運算結(jié)果控制PWM脈沖的占空比來實現(xiàn)對加在電機兩端電壓的調(diào)節(jié)，進而控制電機轉(zhuǎn)速。其運算公式為：
u(n)=Kp[e(n)-e(n-1)]+KIe(n)+KD[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]+u0 (8)
3 硬件主要模塊電路設(shè)計與分析
3．1 驅(qū)動電路
根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計要求，驅(qū)動電路采用了L298N集成電路。L298N是一種高壓、大電流雙全橋式驅(qū)動器，其設(shè)計是為接受標準TTL邏輯電平信號和驅(qū)動電感負載的。L298N芯片可驅(qū)動48 V、2A以下的電機。電路圖如圖3所示。L298N驅(qū)動1個電機，OUT3、OUT4之間接1個電動機。 5、7、10、12、腳接輸入控制電平，ENA接控制使能端(PWM信號)，控制電機的停轉(zhuǎn)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/172004.htm
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