基于自由擺的平板精確控制與激光追蹤系統(tǒng)
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4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
由于系統(tǒng)功能有兩個(gè)，需要在不同的模式下運(yùn)行，故程序設(shè)計(jì)采用狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)思想，根據(jù)編碼開(kāi)關(guān)的不同狀態(tài)，進(jìn)入不同的模式控制，具體設(shè)計(jì)流程如圖5所示。程序開(kāi)始后，掃描編碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)掃描到編碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)為狀態(tài)1時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行平板控制命令；當(dāng)系統(tǒng)掃描到編碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)為狀態(tài)2時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行激光追蹤命令。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/192953.htm
5 系統(tǒng)測(cè)試
5．1 平板控制測(cè)試
根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)系統(tǒng)平板控制功能的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法為直接計(jì)數(shù)法。將單擺拉至60°，在平板上放置8枚硬幣，松開(kāi)單擺，記錄單擺擺動(dòng)5個(gè)周期后平板上剩余硬幣的數(shù)目。統(tǒng)計(jì)結(jié)果用直方圖表示，如圖6所示。其中，橫坐標(biāo)表示平均每次剩余硬幣數(shù)目，縱坐標(biāo)表示測(cè)試次數(shù)。測(cè)試表明，隨著測(cè)試次數(shù)的增加，平均剩余硬幣數(shù)目也隨著增加，平板控制功能趨向穩(wěn)定。
5．2 激光追蹤測(cè)試
根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)系統(tǒng)激光追蹤功能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方案選用多次測(cè)量取平均值的方法。按圖3所示，在靶紙上確定靶心的位置，打開(kāi)激光筆；啟動(dòng)系統(tǒng)，在自由擺擺動(dòng)過(guò)程中，觀察并記錄激光筆在靶紙上的紅色光斑與靶心的最大距離，這個(gè)最大距離就是本激光追蹤系統(tǒng)的誤差。按照上述方法多次測(cè)量，統(tǒng)計(jì)后得出激光追蹤系統(tǒng)的誤差范圍和穩(wěn)定程度。具體結(jié)果如圖7所示，其中橫坐標(biāo)表示誤差大小，縱坐標(biāo)表示測(cè)試次數(shù)。經(jīng)計(jì)算誤差平均值為0．13 cm。測(cè)試表明，隨著測(cè)試次數(shù)的增加，誤差平均值逐漸減小，激光追蹤性能較為穩(wěn)定。
結(jié)語(yǔ)
本設(shè)計(jì)基于自由擺，以MSP430F5438單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了精確控制與激光追蹤系統(tǒng)，通過(guò)MATLAB建模實(shí)現(xiàn)了硬件與軟件的結(jié)合。經(jīng)過(guò)測(cè)試，在誤差允許的范圍內(nèi)驗(yàn)證了系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)基于單擺的平板精確控制與激光追蹤功能。
評(píng)論