基于plc的平面运动控制研究_毕业设计论文 103页

西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页西南交通大学本科毕业设计（论文）基于PLC的平面运动控制研究RESEARCHONPLANEMOTIONCONTROLBASEDONPLC\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页院系机械工程学院专业机械设计制造及自动化年级姓名题目基于PLC的平面运动控制研究指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页毕业设计（论文）任务书班级04机械茅以升班学生姓名冯刘中学号20041442发题日期：2008年3月5日完成日期：6月12日题目基于PLC的平面运动控制研究1、本论文的目的、意义：论文的主要目的是研究基于PLC的运动控制，具体实现方式是独立设计并制作一辆基于PLC的智能小车。通过与上位机的串口通信和无线遥控，实现点位与平面运动。智能小车设计的过程中，第一，建立小车运动模型，包括轨迹模型、车体模型和行走模型；第二，对小车的模型进行相应的数学分析和推导。第三，根据建立的数学模型和控制要求，设计小车的控制算法。第四，基于控制算法进行编程。最后，结合电路硬件与机械结构将小车的模型完成。通过对小车的模型建立与分析，提高了分析问题和解决问题的能力；通过编程控制，加深了对PLC的了解与掌握；通过实物模型的制作，加深了对机械设计、电路制作的了解，达到对机械电子更深的学习。2、学生应完成的任务（1）关于智能小车的调研与资料收集（2）智能小车总体方案的设计（3）智能小车的机械结构设计与加工（4）直流电动机驱动电路的设计与调试（5）PLC的程序设计、调试（6）控制系统的硬件接线与总体调试（7）系统电路图（8）外文资料翻译（9）设计、计算说明书\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页3、论文各部分内容及时间分配：（共15周）第一部分实习(1周)第二部分收集资料进行市场调查、完成总体设计(3周)第三部分详细方案设计、软件硬件的设计及机械加工(5周)第四部分智能小车总装及功能调试(3周)第五部分外文翻译以及设计说明书(2周)评阅及答辩(1周)备注指导教师：年月日审批人：年月日\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页摘要智能小车的研究设计涉及多个学科，包括机械、电子、无线通信、计算机自动控制和人工智能等。智能小车的技术难点很多，运动控制是其中之一。论文首先进行市场调研，对智能小车的运动控制功能作一些简化，并建立相应的机械模型。结合设计要求和实际的路径模型，对运动模型进行了研究，并对运动模型进行了数学分析与推导。然后根据建立的运动模型和数学分析，设计运动控制的算法。运动控制算法的主要控制对象是速度与行程。在运动控制算法的设计中，主要设计了串口数据处理算法、速度半闭环控制算法、行程半闭环控制算法等。最后制作了智能小车的实物模型。两个后轮分别由两个直流电机驱动，前轮为两个万向轮。控制的方式有两种：一是计算机串口控制，二是无线遥控。智能小车还具有一定的避障能力。遇到障碍物会立刻停止运动，并发出警示声音。运动状态有相应的LED灯指示，转弯、停止运动状况时，LED均有不同有输出。智能小车运动控制的重点是基于PLC的两个电机的转动速度与方向的控制。论文进行的主要工作有：建立和分析了智能小车的运动模型，基于运动模型与串口控制和无线遥控，设计了相应的运动控制算法。这对于移动机器人的运动控制、智能汽车的运动控制等，具有一定的参考价值。关键词：智能小车PLC运动控制直流电机传感器\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页AbstractTheresearchanddesignofintelligentvehiclerefersmulti-subject，includingmechanism,electronic,wirelesscommunication,automaticcontrolandartificialintelligent,etc.Therearemanytechnicaldifficultiesexistedinintelligentvehicledesign,themotioncontrolisoneofthem.First,basedontheinvestigation,asimplificationofmotioncontrolfunctionsandmechanicalmodelofintelligentvehiclehavebeenproposed.Withthedesignrequirementsandtheactualpathmodel,motionmodelandmathematicalanalysisandderivationarestudiedinthepaper.Second,amotioncontrolalgorithmhasbeensuggestedbasedonmotionmodelandmathematicalanalysis.Themaintargetofcontrolalgorithmistocontrolthespeedandrealactiontime.Inthedesignofmotioncontrolalgorithm,serialdata-processingalgorithm,half-closedloopspeedcontrolalgorithmandhalf-closeddistancecontrolalgorithmaredescribed.Finally,arealmodelofintelligentvehicleismade.Tworear-wheelsaredrivenbytwoDCmotors,towfront-wheelarefree.Twocontrolmodesareputup:thecomputerserialportcontrolandthewirelessremotecontrol.Intelligentvehiclealsohastheabilityofavoidingobstacle.Itwillstopmovingandexcitethealarmmessagewhenitencountersobstacles.LEDlightsareusedtoinstructthemovement.Whenintelligentvehicleturnsorstops,theLEDlightshavethedifferentstatus.Thefocusofintelligentvehicle’scontrolistocontrolthespeedanddirectionoftwoDCmotorsbasedonPLC.Thepapermainlyincludesthefollowingcontents:theestablishmentofmotionmodelofintelligentvehicle;theserialcontrolandwirelessremotecontrolbasedonmotionmodel;thedesignofmotioncontrolalgorithm.Allabovemayhavesomereferencevaluestofutureresearchesonmobilerobotandintelligentvehicle,etc.KeyWords:IntelligentVehiclePLCMotionControlDCMotorSensor\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页目录第1章绪论……………………………………………………………………………11.1问题的提出……………………………………………………………………………11.2国内外研究状况………………………………………………………………………31.2.1国外智能汽车的发展状况……………………………………………………31.2.2国内智能汽车的发展状况……………………………………………………41.3论文主要工作…………………………………………………………………………5第2章智能小车总体设计………………………………………………………………62.1运动功能分析…………………………………………………………………………62.1模型建立………………………………………………………………………………62.1.1机械模型………………………………………………………………………62.1.2路径模型………………………………………………………………………82.1.3运动模型……………………………………………………………………102.3运动模型分析………………………………………………………………………112.3.1运动控制量分析……………………………………………………………112.3.2运动模型数学分析…………………………………………………………122.3.3小结…………………………………………………………………………152.4控制系统总体设计…………………………………………………………………15第3章控制系统硬件设计……………………………………………………………163.1控制系统方案确定…………………………………………………………………163.2直流电机控制………………………………………………………………………173.2.1直流电机基本概念…………………………………………………………173.2.2直流电机调速………………………………………………………………183.2.3H桥调速电路………………………………………………………………183.3红外反射传感器……………………………………………………………………223.3.1防撞传感器选择……………………………………………………………223.3.2反射式红外传感器的原理…………………………………………………233.3.3反射式红外传感器的参数及应用…………………………………………24\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页3.4光电编码器…………………………………………………………………………253.4.1光电编码器原理……………………………………………………………253.4.2旋转编码器…………………………………………………………………263.5系统硬件配置………………………………………………………………………27第4章控制系统软件设计……………………………………………………………294.1PLC及编程软件概述………………………………………………………………294.1.1PLC概述……………………………………………………………………294.1.2FPWINGR编程软件简介…………………………………………………304.1.3FPWINGR编程语言………………………………………………………314.2控制系统流程………………………………………………………………………314.2.1无线遥控……………………………………………………………………314.2.2串口控制……………………………………………………………………324.2.3程序总体流程图……………………………………………………………324.2.4PLC的I/O配置……………………………………………………………334.3无线遥控程序设计…………………………………………………………………344.4串口控制程序设计…………………………………………………………………354.4.1串口数据预处理……………………………………………………………354.4.2串口数据保存………………………………………………………………354.4.3速度控制……………………………………………………………………354.4.4行程控制……………………………………………………………………42第5章智能小车操作…………………………………………………………………465.1无线遥控操作………………………………………………………………………465.2串口控制操作与设置………………………………………………………………475.2.1上位机串口通信软件操作…………………………………………………475.2.2PLC的串口设置……………………………………………………………495.2.3串口数据格式………………………………………………………………505.2.4高速计数器设置……………………………………………………………51结论………………………………………………………………………………………53\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第IX页致谢………………………………………………………………………………………54参考文献…………………………………………………………………………………55附录1智能小车控制电路原理图……………………………………………………57附录2PLC程序图………………………………………………………………………58附录3智能小车实物外观……………………………………………………………63附录4实习报告………………………………………………………………………65\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页第1章绪论1.1问题的提出自从19世纪汽车被发明出来以后,这个世界便开始被它深刻地影响。1913年福特汽车公司首次推出了流水装配线的大量作业方式，使汽车成本大跌，汽车的价格由此低廉。从此汽车开始走向平民百姓的生活，走向这个世界的每一个角落。在我国，汽车发展相对世界是落后的。但自从改革开放以后，也取得了巨大的进展。随着经济的高速发展，我国居民的汽车拥有量也在急剧地变化。表1.1是八年前公布的我国居民汽车拥有量统计数据。表1-1我国居民汽车拥有量统计数据年份198519901995199819992000民有汽车保有量（万辆）321．12551．361040．001319．301452．941608．91私人汽车拥有量（万辆）28．4981．62249．96423．65533．88625．33每千人辆数（辆）民有3．034．88．610．611．512．7私人0．30．72．13．44．24．9近几年，特别是我国加入了WTO之后，我国机动车保有量持续快速增长。建设部提供的统计数据显示，我国私人汽车拥有量年均增速在20%左右，大大快于经济增速。其中私人汽车拥有量增速明显。截止到2007年6月，全国汽车保有量达5356万辆，其中，私人汽车达3239万辆。随着道路上汽车数量的增多，一系列的问题开始出现。第一、交通事故频繁发生。近来来，交通事故发生越来越频繁。表1-2是2000年-2006年全国道路交通事故统计表。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页表1-22000年-2006年全国道路交通事故统计表年份汽车驾驶员人数（人）事故次数（次）死亡人数（人）受伤人数（人）直接经济损失（万元）20003746512361697183853418721266890200144626768754919105930546485308787200248270803773137109381562074332438200353680656667507104372494174336914200471016414567753992174518102774782005801775604502549873846991118840120069317238137878189455431139148956巨大的的人员伤亡和经济损失，已经一次次地向世人提出醒示，也让人们开始考虑汽车交通的现状与发展问题。第二、交通的拥挤。我国大中城市交通的拥挤是非常严重的。就是交通网络系统非常完善的美国，也面临着越来越严重的交通堵塞问题。其因为交通拥挤每年的经济损失高达1000亿美元。截止2003年，美国85个主要城市因交通堵塞每年的经济损失高达630亿美元，间接经济损失更是接近1000亿美元。交通堵塞使美国人每年浪费的时间达37亿小时，人均每年因交通高峰期浪费的时间自1982年以来已从16小时增加到47小时；浪费的汽油达23亿加仑。交通堵塞造成汽车尾气排放量增加，环境受到进一步破坏。不仅如此，严重的堵塞可能造成驾车人和乘客的烦躁不安和心理失衡，以至增加交通事故，而且车辆和路面的损耗也明显增大。由此可见，交通堵塞不仅仅是经济问题，还是个社会问题。第三、人性化发展的要求在科学技术和社会经济飞速发展的今天，人们对这个社会的生活及相关的服务提出了更高的要求。到目前为止，开汽车还是一件非常辛苦劳累的事情。很多交通事故就是由于驾驶员过度的疲劳引起的。人还有很多情况是不宜或者是不能开车的，比如：酒后、用药后等。对于一些残疾人，比如盲人等，到目前为止是不可能驾车的。即使是健康的上了一定年龄的老人，驾车也是非常危险的事情。这就给人们的生活带来了极大的不便。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页如何较好地解决世界各国现在的交通问题，已经成为诸多专家关注的问题。目前，越来越多的国家求助于智能交通系统（ITS），希望通过对汽车、道路以及管理手段等涉及人、车、路各个方面的智能化来构建安全、高效、现代化的交通系统，以满足人们的出行和安全要求。智能交通系统是利用先进的信息通讯技术，使人、车、路三者整体化，在辅以先进的管理手段，从而大大改善交通安全性，提高行车舒适性，加快运输效率以及兼顾环境保护的道路交通综合系统。一般可以划分为如下6大子系统：先进的交通管理系统（ATMS）、先进的交通信息系统（ATIS）、先进的车辆控制系统（AVCS）、商用车辆系统（CVO）、先进的公交系统（APTS）、农区交通系统(RTS)。智能交通系统涉及的方面很多，其中实现车辆的自动驾驶就是汽车智能化的一个重要标志，因此这一问题一直是各国专家研究的重点问题[14]。1.2国内外研究状况1.2.1国外智能汽车的发展状况（一）美国美国在智能交通研究的前期，主要是各州政府联合汽车制造商、道路提供商等对研究进行资助，对自动驾驶研究较少、较分散，而且成果不是很显著。到20世纪90年代中后期，美国的智能交通系统研究采取了联邦政府宏观指导、共同投资的方式，同时美国交通部还联合了通用汽车公司、加州大学以及部分学院共同成立了协作组织，该组织在加州的高速公路上进行了完全自动化的车辆驾驶测试。在试验路段中，数辆车完成了车辆间的跟随巡航驾驶，以及自动的加速和规避超车等试验项目。这期间，包括俄亥俄州立大学、马里兰大学、密西根大学和麻省理工学院等在内的学院和一些科研院所也在积极从事ITS或者自动驾驶的研究。从1997年开始，美国交通部对自动驾驶的研究方向有所转变，开始较为重视驾驶员辅助系统以及车辆的创新研究。（二）欧洲在智能交通系统研究的前期，欧洲就对汽车的自动驾驶研究投入了较大的热情和精力。经过多年的实验，欧洲也开发出了自动驾驶车辆，如菲亚特的LAKE型自动汽车和SAVE自动车、法国斯特拉斯堡试验中心进行的自动车辆研究等。其中奔驰公司的“维塔”型智能汽车以其无人驾驶1万多公里的成绩让人瞩目。该车安装有18台袖珍电子摄像机，它们监视汽车前后100m和两侧7m的环境，并将所得到的信息及时输入由12个微处理组成的计算机中进行处理和实施车辆控制。该车辆可以实现高速超车、规避障碍物等驾驶任务。（三）日本日本智能交通的研究较美国更加侧重于都市交通管理和交通信息系统。其重要成就有都市交通监控与智能交通信号控制、高速公路监控系统、实用城市停车系统、出行信息系统、车辆导航系统、车辆定位系统、公共汽车定位与到站预报系统、电子收费系统、隧道监视及事故检测系统和数字地图系统等等。日本对自动驾驶的研究较少，但目前其研究部门也开发出了自动驾驶汽车，并在试验路段上进行了试验\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页1.2.2国内智能汽车的发展状况在国内，近年来各高校及研究院，对智能汽车的研究都作了很大的努力，并且取得了一定的成果。清华大学研制成功了新一代智能移动机器人THMR—V（TsingHuaMobileRobotV）。如图1-1所示。图1-1清华V型智能车清华V型智能车是清华大学计算机系智能技术与系统国家重点实验室在中国科学院院士张钹主持下研制的，兼有面向高速公路和一般道路的功能。车体采用道奇7座厢式车改装，装备有彩色摄像机和激光测距仪组成的道路与障碍物检测系统；由差分GPS、磁罗盘和光码盘组成的组合定位导航系统等。两套计算机系统分别进行视觉住处处理，完成信息融合、路径规划、行为与决策控制等功能。四台IPC工控机分别完成激光测距信息处理、定位信息处理、通讯管理、驾驶控制等功能。设计车速高速公路为80km/h，一般道路为20km/h。目前已能够在校园的非结构化道路环境下，进行道路跟踪和避障自主行驶。汽车的智能化可以减轻驾驶员的疲劳，适应复杂的天气条件，减少交通事故的发生。我国国防科技大学机电工程学院一直在进行汽车自动驾驶技术的研究，其与第一汽车集团公司联合研制的无人驾驶型“红旗”CA7460于2003年6月在湖南长沙试车成功，稳定行驶时速达130KM/h，具备安全超车能力。他们的系统主要是依靠车载雷达、红外测距仪和图像传感器来识别测量路面环境状况。由于所得到的路面环境信息不丰富，不能满足汽车智能驾驶的要求，所以这些系统都还只能在路况良好的高速公路上应用，无法适应道路环境恶劣的低级公路和城市公路。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页吉林省北华大学研制的无人驾驶多功能智能汽车，采用太阳能和油电混合动力技术,可以通过指纹识别进行开启。开启后,汽车具有无人驾驶功能、自动障碍识别功能、卫星定位功能、自动导航功能,可以通过提前预置将人员运送到目标地点。这种无人驾驶的智能汽车可以用于景区观光、盲人驾驶等领域。1.3论文主要工作综上所述，研究智能小车的运动控制具有一定的社会应用价值与意义，因此确定本论文的主要工作如下：（1）在查阅了大量国内外相关文献和实际调研的基础上，对国内外智能小车的发展概况、现状和发展趋势作一定的分析。（2）根据设计任务和要求，确定设计的智能小车的功能，并对其进行分析，得出总体控制方案。（3）建立智能小车的模型，对模型进行分析与推导。（4）基于模型的分析与推导，设计速度、行程的控制算法。（5）完成PLC的控制程序设计与调试。（6）完成智能小车的硬件电路的设计与制作。（7）完成智能小车的机械结构设计与制作。（8）小车的组装与整车调试。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页第2章智能小车总体设计2.1运动功能分析毕业设计要求完成的是智能小车的运动控制。它根据关于速度和路径的相关控制信息，实现自身的运动。小车要求实现的运动功能有：（1）匀速直线运动（2）匀速直线后退（3）左转弯运动（4）右转弯运动（5）原地转弯运动（6）遇障碍物急停功能小车在进行各种运动时，其速度可以不同，转弯的半径也可以不同。这主要取决于路径。根据路径的状态不同，控制信息中包括三个控制量：运动速度，路径半径，路径长度。小车就是根据这三个控制信息来规划自身的运动控制的。小车的一般运行过程为：（1）小车接通电源，进入待机状态；（2）接到母机控制信号时，立即进入相应的运动状态；（3）当一段轨迹没有运行结束，但母机又传送另一段轨迹运动数据时，智能小车则将这一段数据保存起来，在小车完成正在运行的轨迹后，再进行下一段轨迹的运动控制。智能小车要求最多能保存4组运动轨迹的数据。（4）当一段轨迹运动结束后，母机仍然没有发送下一段运动轨迹的数据，智能小车则在完成后停止运动并进入待机状态。（5）在运动的过程中，如果智能小车遇到障碍物，则小车要求立刻停止；等障碍物移开后，接着原来的轨迹运动。2.1模型建立2.1.1机械模型要实现小车在平面上的运动，即要求能够到达平面上的任何一个点。将小车当作一个整体分析时，它需要两个自由度，即X、Y方向上的运动。用极坐标，需要控制和两个量。对应到小车的实现运动控制时，就是“角度”、和“行程”的控制。能够实现速度、方向、行程这三个个量的控制的小车车身驱动方法，有很多种。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页（1）后轮单电机驱动+前轮方向控制（舵机）。这是最典型的的一种驱动方法，现在大多数的汽车采用的就是这种方法。优点：运动可靠，适合低、中、高速等各种速度的运动。方向控制有效可靠。缺点：不够灵活，在小范围内的转动很困难。（2）后轮双电机双驱动+万向前轮这种驱动方法也是比较常见的。各种机器人大赛、智能汽车大赛等，很多作品采用的就是这种方式。优点：灵活，能够实现原地转动等。在小范围内的运动几乎不受限制。在低速情况下，其位移、速度、方向的控制都比较容易实现，而且能够达到理想的精度。缺点：只适合低速情况下运行，高速情况下万向轮转向的阻力不能忽略。这种移动方法，其方向的控制，是通过两个驱动后轮的速度差来实现的。当速度大了以后，精确度就较差，而且安全可靠性不高。（3）多轮驱动+多轮舵机的方向控制。这种驱动方法是比较新颖的。就是在机子所有的轮子上都安装驱动电机和方向控制舵机。每个轮子都实现单独驱动和方向控制。这种方法在并行机器人、仿生机器人等领域得到了很好的应用。优点：运动相当灵活，能够完成复杂的运动。缺点：控制比较复杂，对于高速不合适。结论：最后采用了方法（2）——后轮双电机双驱动+万向前轮。由于在模型的制作过程中，速度不可能很高。控制也比较方便，相应的资料也更多一些，比较适合做为毕业设计时的使用。根据第二章得出的小车的功能和移动方案，可以建立小车的机械模型如图2-1所示。小车的驱动与方向控制采用后轮双驱动的方式。在机械部分制作过程中，小车为四轮，前两轮为万向轮，主要起支撑的作用。由于小车模型的速度就不是太高，因此万向轮在转向时存在的阻力以及由此带来误差可以忽略。在对车体模型进行受力分析时，可以将两个前轮简化成为一个处于中间的轮，\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页万向前轮右电机左电机左轮机架右轮图2-1智能小车机械模型小车机械模型的尺寸与控制算法中的计算有直接的关系。其尺寸如图所示。图2-2智能小车的模型尺寸：驱动轮的直径；：两驱动后轮的间距。在实际的机械设计过程中，，。2.1.2路径模型在实际存在的路况中，路径都是一次、二次或者更高次的曲线。即使在绝对直线的路径中（实际上是不存在的），小车由于路面不平整、自身机械各部分的阻力的不同等多种原因，小车也不可能走直线。但对于我们日常生活中所要求达到的精度，大部分的情况是可以进行简化的，而由此带来的误差是可以忽略的。在智能小车的路径\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页模型建立过程中，为了方便我们对小车两个轮子的控制，可以将小车的行走路线更加简化——简化成直线和圆弧。即我们可以近似地认为，小车在行走的过程，要么走直线，要么走圆弧。实际存在的路径可能是更高次的曲线，但都可以通过直线和圆弧来近似逼近，即所有的路径中一条由很多条直线段与圆弧相切组成的。对小车的路径进行分析，小车要到达任何一点，要么走直线，要么走圆弧。通过直线、圆弧的几何分析，可以知道，直线是半径为无穷大的圆弧。因此可以将小车的运动作统一分析。小车的运动路径可以归纳为以下三种情况：（1）直线情况，；（2）一般的转弯，（）；（3）原地转动，。——路径的半径。2.1.3运动模型小车行走模型建立的前提是：（1）小车在行走时无滑动；（2）小车在平面上行走。在到达平面上的任何一点，小车必须至少具备直线运动和圆弧运动（转弯）两种功能。智能小车要求能在平面上精确地到达一点或者沿着要求的某条路径到达某一个点，至少需要2个自由度。对应到平面上的运动可以简化成三种运动：（1）直线运动（包括后退）这种运动是小车只沿着某一个方向运动，但车体相对于原来的位置没有角度的转动。这种情况是小车的目的地与小车的行驶方向刚好是在一条直线上的，如图2-1的A点与B点。小车的初始位置为O点。如果小车的目的点是A点时，小车可以直线到到达；如果小车的目的点在B点时，小车可以直线后退的方式到达。图2-3智能小车直线运动示意图（2）原地转弯运动。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图2-4智能小车原地转弯运动示意图有些时候只需要对小车的方向进行一定的调整，而不需要其进行位移。于是就需要原地转动。（3）圆弧运动在小车行走的过程中，有很多时候小车不仅需要发生位移的变化，而且要求有方向角度上的变化，亦即行走轨迹是一条曲线。曲线的次数可能是二次的，或者是更高次的。但为了控制的方便，也更适合实际的运动情况，可以将实际情况中遇到的所有二次及以上的曲线用圆弧来逼近。图2-5智能小车转弯运动示意图如图中A点与B点所示。当目的点A点与B点不在小车初始的行驶方向（即图中的Y方向）时，也就是说小车不能通过直接走直线到达时，小车有两种到达A点、B点的方法。如果对小车的行走路径没有严格的要求，只是要求其最终到达B点上时，小车可以直接走直线。行走的方法是：（1）先绕其初始的运动中心（亦即原点）O点转动一个角度，使其行走方向与B点在一条直线上。（2）直线运动到B点。如果对路径有严格的要求，如图中要求从O点沿圆弧到达B点时，此时小车就需要做圆弧运动，亦即转弯。它需要一边行走，一边改变其方向角度。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页2.3运动模型分析2.3.1运动控制量分析根据前两节小车运动功能及行走路径的分析可以得出：小车要实现在平面上的移动，共有两个自由度需要控制。在行走平面上建立直角坐标系时，这两个自由度分别为X、Y方向的运动。在行走平面上建立极坐标系时，这两个自由度分别为：半径、角度。对应到小车的控制量中，它们分别是：位移、方向。对应的控制要求为：方向控制、速度控制、行程控制。（1）速度控制1）实际运行的速度是按一定的档位进行的。但是由于小车自身的阻力、环境的阻力等各方向的原因，原先设定好的速度档次，在实际的运行中是有误差的。当这个误差超过了某个范围时，要求对其进行适当的调整。2）当小车的路况改变后，母机可能会通知子机速度的档位进行改变，此时要求小车能作出适当的反应。3）当遇到障碍物时，要求小车立刻停止，直到障碍物移走后，小车再恢复行走。（2）方向控制1）原地转弯时，只要求小车进行方向角度上的调整，即进行角位移。2）小车进行转弯时，要求小车线位移、角位移同时进行。（3）行程控制由于整个行走过程中，行走的轨迹有可能是很不规则的。在经过处理简化后，由很多相切的线段和圆弧组成。这些线段的方向和长度不同的，这些圆弧的半径、起始点、终点以及小车在圆弧上的转动方向等，都是不同的。要求小车能根据母机传送的这些路径的信息，实现自动的运动控制。小车的运动模型如图2-6所示。小车的左轮运动几何中心点为点；右轮运动几何中心点为点。小车整体的运动几何中心为点，点为A、B的中心。不是小车的几何中心，但在进行运动控制时，可控制的分别为左轮、右轮，可控制的点为、，因此可以设、的中点为控制的中心。无论在（1）（2）（3）中的哪一种情况，的速度就是车体的速度，的行程就是车体的行程。（1）直线运动在直线的运动情况下，（2）原地转动原地转动的情况下，，；此处“-”表示方向相反的意思。（3）一般的转弯运动\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页这种运动是小车在运动控制过程中较为复杂的情况。因为在转弯的过程中，其路径的半径是变化的。而对于每一个半径，对应的小车的两个轮子的速度都是不一样的，因此就需要寻求一种算法，能够解决这个问题。图2-6智能小车运动模型2.3.2运动模型数学分析为了代数计算上的方便，设顺时针转弯（即如图中所示的右转弯）时，半径为正；逆时针转弯（即如图中所示的左转弯）时，半径为负。小车在运动时：，点到轨迹的圆心的距离分别为：，；运动中心点到轨迹的圆心的距离为，等于路径的半径；左右两轮之间的距离为小车的宽度，。小车转弯时的运动分析：假设小车从位置以半径为，以点为圆心，运动到位置，轨迹如图2-6所示）。小车实际的运动行程为点的运动轨迹的弧长。右轮运动的轨迹的长（2-1）\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页此处有正有负，如前所规定。左轮的运动的轨迹的长（2-2）当小车向右转弯时：（2-3）（2-4）当小车向左转弯时：（2-5）（2-6）小车左转与右转时的情况是一样的，因此只对其进行右转时的情况进行分析。车轮的直径为，（2-7）（2-8）则完成S的行程，\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页左轮转动的圈数为：（2-9）右轮转动的圈数为：（2-10）左轮转动的转速为对时间的一次微分：（2-11）（2-12）——车体的运行速度。的单位是:mm/s；的单位是：mm；的单位是：r/s。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页2.3.3小结通过前两小节的分析可以得出，通过三个基本通信量：速度、路径半径、路径行程，来实现智能小车的运动控制是可行的。在控制运动控制过程中，控制器需要对这三个量进行适当的处理，然后才能实现运动控制。在运动控制的过程中，存在一定的误差。误差的大小主要取决于机械模型的机械制造精度。对于运动控制的研究来说，这种误差可以忽略。2.4控制系统总体设计根据前文的建模与分析，控制系统的总体方案设计如下。（1）控制器采用松下FP0C32T。（2）机械移动采用“后轮双驱动+万向前轮”的模式。（3）控制方式：采用上位机控制、无线遥控两种方式。（4）上位机串口控制的通信量为三个：速度，路径半径和行程。（5）无线遥控只对固有的前进、后退、左转弯、右转弯、原地转弯和停止等六种运动状态进行操作与控制，其运动速度和运动路径的半径都是事先设置好的。运动的行程则由时间来决定。（6）辅助功能。辅助功能包括避障、运动状态指示灯输出和警示喇叭输出等。（7）采用开关电源，通过220V市电转换得到需要的12V直流电和24V直流电。智能小车运动控制的重点是基于PLC的双直流电机的控制。直流电机的控制包括：方向的控制，速度的调节。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页第3章控制系统硬件设计3.1控制系统方案确定按控制原理的不同，自动控制系统大致分类可分为两类：开环控制系统和闭环控制系统。（1）开环控制系统开环控制系统是指被控对象的输出(被控制量)对控制器的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。（2）闭环控制系统闭环控制系统的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈，若极性相同，则称为正反馈。一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。对应直流电机的控制系统可以有多种方法：（1）开环调速系统图3-1直流电机开环调速系统示意图开环直流调速系统存在一些问题。在PWM系统中，只通过改变触发或驱动电路的控制电压来改变功率变换电路的输出平均电压，达到调节电动机转速的目的，它们都属于开环控制的调速系统，称为开环调速系统。在开环调速系统中，控制电压与输出转速之间只有顺向作用而无反向联系，即控制是单方向进行的，输出转速并不影响控制电压，控制电压直接由给定电压产生。如果生产机械对静差率要求不高，开环调速系统也能实现一定范围内的无级调速，而且开环调速系统结构简单。（2）速度反馈闭环调速系统（半闭环）开环调速系统不能满足较高的性能指标要求。根据自动控制原理，为了克服开环系统的缺点，提高系统的控制质量，必须采用带有负反馈的闭环系统。闭环系统的方框图如图3-2所示。在闭环系统中，把系统的输出量通过检测装置（传感器）引向系统的输入端，与系统的输入量进行比较，从而得到反馈量与输入量之间的偏差信号。利用此偏差信号通过控制器（调节器）产生控制作用，自动纠正偏差。因此，带输出量负反馈的闭环控制系统具有提高系统抗扰性，改善控制精度的性能，广泛用于各类自动调节系统中闭环系统方框图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图3-2负反馈闭环调速系统对于电机调速系统来说，输出量是转速，通常引入转速负反馈构成闭环调速系统。如图3-3所示，因为只有一个转速反馈环，所以称为单闭环调速系统。图3-3电机负反馈闭环调速系统（3）位置—速度双闭环控制系统的结构利用位置—速度双闭环来实现控制系统，其控制的精度能够达到更高。但其系统比较复杂，成本高。对于一些要求不是很高的系统来说，并不适合。图3-4电机负反馈闭环调速系统对比各种控制系统的优缺点，根据智能小车自身的控制精度要求，选择速度反馈闭环调速系统（半闭环）。速度反馈采用光电编码器与PLC的高速计数器来实现。3.2直流电机控制在电动机的选择上，从可控制性、储电的简易性等各方面的因素考虑，直流电机的电源更容易获得。目前市场上用的电动车，大多数都是采用直流电机的，因为蓄电池提供直流电更为方便3.2.1直流电机基本概念直流电机是实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页直流电动机具有以下特点：(1)优良的调速特性，调速平滑、精确、方便和范围宽广；(2)过载能力大，能承受频繁的冲击负载；(3)可实现频繁的无级快速起动、制动相反转；(4)能满足生产过程自动化系统各种不向的特殊运行要求等特点。因而特别适用于需要宽广、精确调速的场合和要求有特殊远行性能的自动控制系统，例如冶金矿山、交通运辐、纺织印染、造纸印刷以及化工与机床等工业。由于可以用蔷电池电源供电运行，它还可以用作停电时的备用电动机或在特殊环境中使用的电动机。3.2.2直流电机调速（1）直流电机调速的方法选择1）改变电枢回路电阻调速；2）改变电枢电压调速；3）采用直流电动机脉宽调速方法；4）改变励磁电流调速。鉴于方案三调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，因此本设计采用方案三。（2）PWM调速工作方式选择PWM调速工作方式有两种。方案一：双极性工作制。双极性工作制是在一个脉冲周期内，单片机两控制口各输出一个控制信号，两信号高低电平相反，两信号的高电平时差决定电动机的转向和转速。方案二：单极性工作制。单极性工作制是单片机控制口一端置低电平，另一端输出PWM信号，两口的输出切换和对PWM的占空比调节决定电动机的转向和转速。由于单极性工作制电压波开中的交流成分比双极性工作制的小，其电流的最大波动也比双极性工作制的小，所以我们采用了单极性工作制。（3）PWM调脉宽方式选择PWM调脉宽方式有三种：定频调宽、定宽调频和调宽调频。我们采用了定频调宽方式，因为采用这种方式，电动机在运转时比较稳定；并且在采用单片机产生PWM脉冲的软件实现上比较方便。3.2.3H桥调速电路直流电机的调速与方向控制，最常用的是通过H桥硬件电路来实现的。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页（1）H桥电路原理图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。图3-5H桥驱动电路 例如，如图4.13所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。图3-6H桥电路驱动电机顺时针转动图4-4所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。图3-7H桥驱动电机逆时针转动\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页（2）电机驱动芯片LMD18200直流电机的驱动采用的是H桥电机驱动芯片LMD18200。LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。1）LMD18200的主要性能：a.峰值输出电流高达6A，连续输出电流达3A；b.工作电压高达55V；c.LowRDS(ON)typically0.3Wperswitch；d.TTL/CMOS兼容电平的输入；e.无“shoot-through”电流；f.具有温度报警和过热与短路保护功能；g.芯片结温达145℃，结温达170℃时，芯片关断；h.具有良好的抗干扰性。2)内部结构和引脚说明LMD18200外形结构如图3-8所示，它有11个引脚,采用TO-220和双列直插式封装。内部电路框图3-9如图所示。图3-8LMD18200外形结构图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图3-9LMD18200内部电路框图3)LMD18200工作原理部集成了四个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时间越短，工作频率可以更高。引脚2、10接直流电机电枢，正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10；反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻，通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期性的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。过热信号还可通过引脚9输出，当结温达到145度时引脚9有输出信号。（3）电机驱动电路双直流电机的驱动电路如图3-10所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图3-10H桥驱动电路3.3红外反射传感器根据设计的控制系统，智能小车要求有避障的功能，于是需要选择并应用一种传感器。3.3.1防撞传感器选择能够用于小车避障的传感器有很多种类型，比如说：超声波传感器、红外线传感器等。超声波传感器：指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求经常用于距离的测量。但时价格较高。红外线传感器：因为红外有发散性，能量消耗快，在介质中传播较短，一般的\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页可测量范围为10-80厘米，只能用于近距离的障碍物检测。但是其控制方便，并且价格低。智能小车的设计速度为低速，最高速度为1m/s。因此其障碍物传感器的测距有30cm就能满足要求。因此选用红外线传感器。3.3.2反射式红外传感器的原理图3-11红外反射光电传感器原理红外反射式光电传感器特性与工作原理：反射式光电传感器的光源有多种,常用的有红外发光二极管,普通发光二极管,以及激光二极管,前两种光源容易受到外界光源的干扰,而激光二极管发出的光的频率较集中,传感器只接收很窄的频率范围信号,不容易被干扰但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射同时又能被接收管接收到的范围就能进行检测,然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响,如反射表面的形状、颜色、光洁度,日光、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量将因为干扰产生错误信号,采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送经红外发光管发射,光敏管接收调制的红外信号,原理如图3-12所示。图3-12红外发射接受原理反射光强度的输出信号电压是反射面与传感器之间距离X的函数,设反射面物质为同种物质时,X与的响应曲线是非线性的,如图3-13\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页所示。设定输出电压达到某一阈值时作为目标,不同的目标距离阈值电压是不同的。图3-13光强度与电压相应曲线3.3.3反射式红外传感器的参数及应用（1）光电传感器的选择和参数所选的红外线光电传感器的型号为：E3F-DS30C4。输入电源：DC6-36V电流：300mANPN常开测试距离：30cm可调。  图3-14红外光电传感器（2）光电传感器的使用传感器输入到PLCI/O口为XF。与PLC的连接如图3-15所示。图3-15红外光电传感器与PLC的接线传感器的工作电路如图3-16所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页当有障碍物时，XF输入口接通，触发PLC内部的程序。图3-16红外光电传感器的电路图3.4光电编码器控制器PLC通过PWM方式控制两个直流电机的转动，从而达到控制小车运动的目的。但是由于小车运动环境的不同，小车自己机械的阻力和其它相关原因，PLC控制电机的转速和转动的角度只是理论上的，而实际常驻机构常与之有较大的差别。为了达到精确的控制，控制系统选择了半闭环控制。而作为小车速度与行程反馈作用的元件，光电编码器是最为常见的一种。3.4.1光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。在智能小车的速度控制反馈过中，采用的是旋转编码器（增量型）。光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。  图3-17光电编码器结构示意图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。3.4.2旋转编码器由于小车在行走的过程中，没有必要得出输出轴转动的绝对位置信息，因此采用的是增量式编码器。购买的是Autonics公司的E40S8-512-N-24型的编码器，外形如图3-18所示，接线如图3-19所示。编码器的输出为NPN集电极开路输出，具体电路如图3-20所示。输出有A、B，Z三相，其输出的波形如图3-21所示。图3-18E40S8-512-N-24型的编码器图3-19编码器的接线示意图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图6-20编码器的NPN集电极开路输出图3-21编码器的输出波形3.5系统硬件配置在串口控制和无线遥控过程中，采用光电编码器作为速度、行程的反馈；采用红外反射传感器，用来检测障碍物。当防撞传感器检测到障碍物时，PLC立刻停止PWM输出。小车停止运动，并且相应的报警喇叭与指示灯有相应的输出。当障碍物移走后，小车继续行走。当小车左转时，左转弯灯交替地闪与灭。当小车右转时，右转弯灯交替地闪与灭。小车的总体的硬件配置如图3-22所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图3-22智能小车硬件配置框图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页第4章控制系统软件设计4.1PLC及编程软件概述根据毕业设计的要求，智能小车的控制器采用松下FP0系列PLC。4.1.1PLC概述PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。（1）PLC的特点1）高可靠性a.所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。b.各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms.c.各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。d.采用性能优良的开关电源。e.对采用的器件进行严格的筛选。f.良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。g.大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。2)丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。    另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3)\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页采用模块化结构    为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。4)编程简单易学    PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5)安装简单，维修方便    PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。    由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。（2）PLC的功能a.逻辑控制b.定时控制c.计数控制d.步进(顺序)控制e.PID控制f.数据控制：PLC具有数据处理能力。g.通信和联网h.其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。（3）FP0C32的技术参数根据控制任务所需要的I/O资源，最终选择FP0C32PLC。其相关的技术参数如下。1、小尺寸，25*90*60mm,不受安装场所限制；2、最多可扩展3单元128点，扩展单元可直接连接到控制单元，不需任何电缆；3、实现综合精度±0.8℃的高精度温度控制；4、最多可达24ch温度控制；5、扫描时间约1ms的高速运算；6、输入信号：24VDC，输出信号：220VAC、24VDC。4.1.2FPWINGR编程软件简介\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页FPWIN-GR是松下电工株式会社为松下电工的FP系列可编程序控制器而设计的松下编程支持工具软件。利用该编程软件，可以在计算机上方便地输入程序指令。为使程序易读易懂，在程序中可加人中英文注释，它能够监控FLC运行时的动作状态和数据变化情况，而且还具有程序和监控结果的打印功能。总之，FPWIN-GR软件为用户提供了程序录入、编辑和监控手段，是功能个分强大的PLC上位编程软件。4.1.3FPWINGR编程语言PLC不是采用微机的编程语言，而是采用梯形图语言、指令助记符语言、控制系统流程图语言、布尔代数语言等。其中，梯形图语言和指令助记符语言是世界第一编程语言。（1）梯形图语言梯形图语言是在原继电接触器控制系统中的继电器控制原理逻辑图的基础上演变而来的一种图形语言，是目前世界上用得最多的PLC编程语言。梯形图语言表示的是一个PLC控制程序，其间的连线表示的是它们之间的逻辑关系，即所谓“软接线”。梯形图语言沿用了继电器常开、常闭触点和线圈的符号。它们并非是物理实体，而是“软继电器”，每个“软继电器”仅对应PLC存储单元中的一位。该位状为“1”时，对应的继电器线圈接通，其常开触点闭合、常闭触点断开；该位状态为“0”时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭触点保持原态。（2）指令助记符语言指令助记符语言类似于计算机汇编语言，用一些简洁易记的文字符号表达PLC的各种指令。其助记符语言与梯形图语言相互对应，可互相转换。指令助记符语言常用于手持编程器中，梯形图语言则多用于计算机控制编程环境中。4.2控制系统流程控制系统的工作步骤如下：1）控制方式选择；系统根据开关状态选择是无线遥控还是串口控制。2）如果开关选中无线遥控方式，则系统进入遥控控制状态。3）如是开关选中串口控制方式，则系统进入串口控制状态。程序的每一个循环都要对控制方式选择开关进行判断。4.2.1无线遥控打开智能小车的电源后，并且选中无线控制状态。通过遥控器可以直接控制智能小车的运动。比如：当按前进控制键“↑”，则小车马上启动前进；如果没有其它的遥控操作和障碍物，小车将一直沿直线运动下去；当小车处于一种运动状态时，通过遥控器按下其它运动状态控制键，则智能小车立刻进入左转弯的运动状态。当遥控器按下停止键“■”时，小车立刻停止所有的运动，进入待机状态。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页如此一直可以进行很多种操作。各种运动状态的控制的优先级是相同的，小车执行的是最近切换的运动状态。4.2.2串口控制（1）串口通信控制功能实现过程1）计算机将三个控制量，，通过串口传送给PLC。2）PLC将这三个量分别进行处理，得到便于控制的相应的数据，并保存在数据寄存器中。3）可能会有多组数据，小车将按顺序进行各组数据对应的运动。（2）程序工作步骤1）设置高速计数器，做好高速计数的准备；2）两路PWM输出（当防撞传感器有输入时，暂停PWM输出，同时暂停速度调整）；3）接收中断（采用定时中断的方法），以进行速度、行程的计算，速度的矫正等。4）进行行程的判断，如果，则进入“串口数据处理子程序”，进行串口数据处理，为下一次的运动做准备；4.2.3程序总体流程图控制程序的总体结构如图4-1所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图4-1控制程序的总体结构4.2.4PLC的I/O配置PLC的I/O资源分配如表4-1所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页表4-1PLC的I/O资源分配输入X0左轮编码器A相输入输出Y0左轮PWM输出X1左轮编码器B相输入Y1右轮PWM输出X2Y2左轮方向控制X3右轮编码器A相输入Y3右轮方向控制X4右轮编码器B相输入Y4左指示灯输出X5Y5右指示灯输出X6Y6遇障报警输出X7控制方式输入Y7X8遥控前进按键Y8X9遥控后退按键Y9XA遥控左转弯按键Y10XB遥控右转弯按键Y11XC遥控原地转弯按键Y12XD遥控停止按键Y13XEY14XF避障传感器输入Y154.3无线遥控程序设计无线遥控的部分程序如图4-2所示。图4-2无线遥控部分程序图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页4.4串口控制程序设计4.4.1串口数据预处理利用串口软件从上位机传入数据区的数值，PLC认为是16进制数。因此在数据传送前，要求将相关的数据转换成十六进制。在数据传送过程中，低2位在前，高2位在后。由于在速度与行程计算算法中，路径的半径有可能是负数（当小车逆时针转动时，将其半径定为负值），因此在数据传送前，需要将PLC中的负数进行适当的处理。在PLC中，负数是通过补码的方式来实现的。如果需要从串口中传入负数的话，就得先将相应的负数转化为16进制的补码，然后再根据低二位在前，高二位在后的原则传入PLC。最简洁的办法是利用计算机上的计算器来实现这种运算的转换。如：-100转换成16进制补码后是9CFF。4.4.2串口数据保存串口传入PLC的每组控制数据有三个，分别是：，，。这在三个数据要实现对智能小车的运动控制，需要经过一系统的数据。在数据处理之前，需要将其保存在数据寄存器中。串口传入每组三个数据：（1）：车体行走速度；单位：mm/s；范围为：0-1200mm/s。（受模型的电机的最高转速、车轮的直径等因素影响。）（2）：轨迹半径；单位：mm；精度为：10mm；此处有正负，规定：正时，代表小车右拐；负时，代表小车左拐。范围为：175mm-10000mm(由于机械上的精度问题，太高了是无法实现的。当时，右轮的速度就是0。如果再小，小车行走的模型就发生了变化，有一个专门用作原地打转的模型和程序。（3）：行程；单位：mm；精度为：10mm；为了数据处理上的方便，规定：（1）的数值为一整数；（2），的数值为整数，分别是10的整数倍。序号操作详细内容1串口通信；；表4-2串口数据保存4.4.3速度控制（1）直流电机占空比计算算法1）根据建立的数学模型，可得左轮的转速为：\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页（4-1）右轮的转速为：（4-2）2）利用转速——电压（）的近似关系：（4-3）得到与转速对应的电压为：（4-4）左轮电机电压为：（4-5）右轮电机电压为：（4-6）3）根据PWM平均电压的计算公式：（，为电源电压）计算得到占空比的计算公式：（4-7）对应左轮电机占空比的计算公式为：（4-8）对应左轮电机占空比的计算公式为：\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页（4-9）将智能小车的机械参数：，，代入以上两式得：（4-10）（4-11）为了保证数据的精确度，又避免在数据中出现小数，因此将占空比先扩大100倍，在最后缩小100倍。于是得到扩大100倍后的左轮电机和右轮电机的占空比数据。（4-12）（4-13）4）PLC的占空比数据处理要对速度进行计算,其最本质是通过PLC控制两个电机的PWM的占空比。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页PLC的占空比的数据计算过程如表4-3所示。表4-3电机占空比数据处理过程序号操作具体内容125）速度占空比计算程序图图4-3速度占空比计算程序图（2）速度反馈与调节智能小车每0.2s对速度进行一次计算，检测其值是否在理论要求范围内。如果不是，则进行相应的调整。1）速度反馈调节的过程a.根据串口传入的数据和小车轮子直径，计算出每0.2s时间里,左、右轮编码器理论脉冲数和，并保存在相应的数据寄存器中。b.每0．2S将高速计数器的特殊数据寄存器DT9044、DT9046中的数据（经过值）读出，并保存在相应的数据寄存器中；c.每次将高速计数器经过值读出后，需要将其复位或者清零。d.将读出的数据分别与，比较。如果读出的高速计数器的实际脉冲数与相应的理论脉冲数、\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页的差别大于速度的最大偏差，则对相应轮子的速度进行适当的调整。2)速度调节算法推导在0.2S，小车以速度，对应的理论上应该有的脉冲数计算公式是：（4-14）（4-15）（4-16）（4-17）（4-18）为了计算的精确，先将，扩大1000倍，最后再将其缩小1000倍，于是得到如下一组数据：\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页（4-19）（4-20）由于机械部分做得不完善，因此将误差调整的范围增大，即时才进行调整。对应的脉冲数是：（4-1）所有计算的结果，最后转化为相应脉冲数。因为速度的计算，是通过高速计数器来获取的，而利用脉冲数直接比较，可以避免对浮点数据的处理，提高计算的精度。3)PLC的速度矫正数据处理在实际的程序中，若中的数据大于27，则左轮速度过快，减小左轮的占空比中的数据，每次减小10（即一个百分点）；若中的数据小于-27，则左轮速度过慢，增大左轮的占空比中的数据，每次增大10（即一个百分点）。右轮的调节下左轮的调节类同。PLC的速度矫正过程见表4-4。速度调节的计算数据保存在。PLC的数据处理与数据区分配如表4-5所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页表4-4速度矫正的PLC数据处理过程序号操作具体内容说明1：：2左轮的0.2s脉冲读出3左轮速度差值的计算4：：5右轮的0.2s脉冲读出6右轮速度差值的计算表4-5PLC的速度矫正过程序号操作详细内容1读出计数器数值、2速度计算与调整左轮：右轮：4)PLC的速度矫正程序图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图4-4速度矫正程序图4.4.4行程控制(1)行程控制步骤行程的计算方法如下：1)根据串口传入的数据，计算出小车在该段路径中，右轮编码总共应该发出的脉冲总数。2)每0．2S将读出的高速计数器的经过值）读出，并累加保存在相应的数据寄存器中；3)将行程累加值与脉冲理论总数进行比较；如果，则表明这一段路径已经完成，需要进行下一段的路径的运动。于是PLC将下一段路径的运动控制数据调出。小车又开始新一段路径的运动。(2)行程控制算法推导对应行程的理论脉冲数：以右轮的行程作为总体行程的计算依据。（4-21）\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页（4-22）（4-23）为了保证数据的精确度，又避免在数据中出现小数，因此将占空比先扩大10000倍，在最后缩小10000倍。于是得到：（4-24）(3)行程数据处理1)行程数据处理过程PLC对行程数据的处理保存在，具体的操作与分配如表4-6所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页表4-6PLC的行程数据处理序号操作具体内容说明1：：2行程累加每0．2S将读出的高速计数器的经过值）读出，并累加保存在相应的数据寄存器中；然后在每个工作循环中，程序都要利用小车行程的累加计算脉冲数与理论脉冲数进行比较，来检测小车的当前路径的行程是否完成。如果没有完成，则程序继续循环；如果完成，则主程序调用子程序进入多组控制数据处理程序，调出下一路径的运动控制数据。图4-5行程数据处理程序图2)多组控制数据的处理由于小车在一段路径未结束的情况下，可能就收到下一路径的相关信息，因此就需要将其保存起来。小车的设计要求是最多能够保存四组路径信息数据。在小车完成了前一段路径后，PLC则将已经处理并保存的运动控制数据调出。这里就涉及到了多组数据的处理与保存。多组数据保存表6-6所示。其中左轮的占空比数据保存在数据寄存器中；右轮的占空比数据保存在数据寄存器中；左轮0.2s脉冲数据保存在数据寄存器中；右轮0.2s脉冲数据保存在数据寄存器中；行程脉冲数据保存在数据寄存器中。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页占空比和0.2s脉冲数的数据都比较小，用一个16位的数据寄存器可以满足要求，行程脉冲数据比较大，需要用32位的数据寄存器来存贮。特殊内部继电器R9038可以用来检测串口的通信状态。，每一次串口通信完毕后，R9038均会导通一下。而对于数据处理来说，每一次串口通信的完毕，都需要对串口的数据进行一次处理。处理得到的左轮的占空比保存在中，右轮的占空比保存在中。在保存到，中之前，需要对，中的内容是否为零进行判断。如果是0，时直接保存进去；如果非0，则先进行移动，再保存：，；，；然后再将数据传入。程序开通后，系统检测和的值。当，或者，系统将进行如下的数据传送过程：1），，，2），，，3），，，4），，，5），，，\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页第5章智能小车操作5.1无线遥控操作无线遥控技术现在已经比较成熟，在市场有做好的发射与接收模块。因此智能小车的无线遥控采用的就是这种模块。无线遥控发射器如图5-8所示。无线遥控接收模块如图5-9所示。图5-1遥控发射器图5-2遥控器接收模块采用的无线遥控器共有六路控制信号，其分配与I/O设置分别如下所示。对应的的控制键设置与I/O分配：“↑”：前进控制键，为遥控器的“1”键。对应的I/O口为：X9。“↓”：后退控制键，为遥控器的“2”键。对应的I/O口为：X10。“→”：左转弯控制键，为遥控器的“3”键。对应的I/O口为：X11。“←”：右转弯控制键，为遥控器的“4”键。对应的I/O口为：X12。“●”：原地转弯控制键，为遥控器的“5”键。对应的I/O口为X13。“■”：停止控制键，为遥控器的“6”键。对应的I/O口为X14。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页“〓”：状态选择开关。对应的I/O口为：X8。在硬件电路上，设置有一个状态选择键。即是否选中无线遥控状态。无线遥控的优先级高于串口通信，当无线遥控处于选中的情况下，串口通信对应的控制是不进行的。5.2串口控制操作与设置5.2.1上位机串口通信软件操作计算机的向PLC串口传送数据的软件，采用的是免费软件《PLC串口通信调试》。其界面如图5-3所示。图5-3PLC串口通信软件在默认的状态下，串口关闭。在进行串口通信前，需要进行一定的设置。（1）串口设置1）串口属性选择菜单“串口设置>串口属性”，出现“串口属性”对话框，可以设置所选用的计算机串口和串行数据格式，确定后串口设置显示在状态栏中。2）打开/关闭串口选择菜单“串口设置>打开/关闭串口”，可以随时打开或关闭所选串口。发送数据时，如果串口关闭将自动打开串口。需要注意的是：使用本软件打开串口后，如果其它通信程序使用该串口，必须强制本软件释放串口控制权，即使用该菜单关闭串口。（2）发送方式“发送方式”分为单次发送和定时发送，选择定时发送时，可以在弹出的“定时间隔”\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页文本框内输入定时发送间隔时间。选择定时发送后，“发送”按钮的文本变为“开始发送”。（3）组织发送帧1）发送帧可以选择三种不同的格式输入发送帧：字符串、十进制字节串和十六进制字节串。输入数据后，选择不同的数据格式，文本框内的数据将会自动改变为相应的格式。例如：在字符串格式下输入字符串“ABC12”，选择“十六进制字节串（空格隔开）”，文本框内的内容变为相应的十六进制ASCII码“4142433132”。2）计算校验码设置“计算校验码”按钮便于用户计算各种校验码。点击此按钮，出现“计算校验码”对话框。主窗口发送帧输入文本框中的数据以对应的十六进制的形式显示在对话框的“校验内容”文本框内。例如：“发送帧输入”文本框内输入字符串“WRAD0100”,点击“计算校验码”按钮，“校验内容”文本框内为“5752414430313030”，即字符串对应的ASCII码（十六进制）（空格隔开）。如图5-4所示。可以修改校验内容来满足您的要求。点击各校验方式按钮，校验结果出现在后面的文本框内。上图中的1EFH为校验内容各字节的求和结果，同时此结果显示在底部的校验码文本框内，点击右面的“对应ASCII码”按钮可以将文本框中的每位十六进制数视为字符转换为对应的ASCII码。如EFH对应的ASCII码为45、46（H）。然后可以通过剪切板拷贝到发送帧中的正确位置。这是针对某些协议的校验方式设计的。（4）通信数据的显示与记录通信记录通信记录文本框内用于显示和记录发送和接收的数据。您同样可以选择三种不同的格式查看您的发送和接收帧。字符串格式以“(S)”标识，十六进制以“(H)”标识，十进制没有标识。接收参数设置点击“接收参数设置”按钮，弹出对话框如图5-5所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图5-4计算校验码图5-5接收参数设置接收超时时间”是指从发送开始的接收超时时间。若计算机发送数据后，在设定的时间内未收到返回的帧，将显示“接收超时”。如果设为0，未接收到返回帧也不会出现“接收超时”报警，便于将软件作为数据发送源使用。默认的设置为50ms。软件以MSCOMM控件的事件驱动方式接收数据，该控件的Rthreshold属性设为1，串口每接收到一个或多个字节时便会产生一次接收事件。“接收事件最大间隔时间”是指允许的两次接收事件的间隔时间的最大值。软件以此时间来判断接收帧的结束。如果从本次接收事件开始，在设置的时间内没有接收事件产生，则认为本次接收帧已结束，以后再接收到的数据视作下一帧的开始。该时间值不能设得太小，否则不能接收到完整的帧，默认的设置为20ms。5.2.2PLC的串口设置要使用PLC的串口进行通信，需要通过编程软件FPWINGR对其系统寄存器进行相应的设置。设置的方法是：点击“选项”，选择“PLC系统寄存器设置”，出现设置对话框。具体的设置如图5-6所示。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图5-6PLC系统寄存器的串口设置5.2.3串口数据格式计算机与PLC的串口通信是要遵循一定的规则的，这个规则就是串行通信协议。松下PLC与计算机的串行通信的基本协议是松下电工的专用通信协议——NEWTOCOL。（1）MEWTOCOL-COM的基本帧格式1）发送命令帧格式通信开始先由计算机发出呼叫，它包括一些特殊标志码、PLC站号和呼号字符等，其格式如图5-7所示。2）响应帧格式PLC接收到计算机的呼叫后，首先判断是不是一个完整的信息，然后检查中呼叫站号是不是自己的站号，若是呼叫自己，则发送响应信息，否则不予理睬。a.正确响应如果正常，PLC将发送正确传送标志，如图5-8所示。b.错误响应在数据传送期间如有错误，PLC将发送错误传送标志，如图5-8所示。图5-7发送命令帧格式\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页图5-8响应帧格式(2)串口通信实例在数据寄存器0001到0003时分别传入数据5，2，10。串口软件发送数据帧和响应帧分别为：16:46:00发送(S):%01#WDD00001000030005000200105416:46:00接收(S):%01$WD135.2.4高速计数器设置PLC通过高速计数器将光电编码器的脉冲记录下来，然后通过处理得到驱动轮的运动速度，从而达到反馈目的。当使用调整计数器的时候，在FP0内部有3个功能。（1）高速计数器能够接收外部的输入，如来自传感器或编码器的信号。（2）和一个通用电机驱动器配合，脉冲输出功能就能够实现位置控制，使用专用指令，实现梯形图的控制、位置返回和复合运行。（3）使用专用的指令，PWM输出功能能够等到占空比可调的输出脉冲。高速计数器在使用时，需要用到相应的高级指令来控制。（1）F0（MV）实现特殊数据寄存器的设置。该指令的功能是控制高速计数器的运行。当触发信号接通时，改变高速计数器的运行方式。一量选定运行方式，则在用该指令进行新的设置之前，高速计数器一直工作在该方式下。只有用F0（MV）指令才能改变高速计数器的运行方式。1．S的设置S用位址0-3规定高速计数器运行，S的设置范围为：H0-HF，如图所示。2．DT9052的规定特殊数据寄存器DT9052中存储高速计数器的方式，它由系统寄存器400和S规定的调整计数器的方式来确定，如图所示。（2）F1（DMV）读出或修改调整计数器的经过值1．修改高速计数器的经过值当触发信号接通时，将存储在特殊数据寄存器DT9045和DT9044中的高速计数器的经过值修改为源区S规定的值。只在应用该指令才能修改DT9045和DT9044的值。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页2．读出高速计数器经过值当触发信号接通时，将存储在DT9045和DT9044中的高速计数器的经过值拷贝到目的区D指定的话2位区。只有用该项指令才能读出DT9045和DT9044中的值。图5-9S设置图5-10特殊数据寄存器DT9052的规定高速计数器的设置要使PLC的能按设计的要求进行高速计数，必须对其相应的系统寄存器进行设置。具体的设置如图5-11所示。图5-11PLC系统寄存器的高速计数器设置\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页结论论文的目的是实现基于PLC的点位与平面运动控制。具体到智能小车运动控制上，要求实现小车的速度与方向控制。其核心是基于PLC的直流电机的速度与方向控制。结合智能小车的具体设计要求，本文主要在以下几个方面做了相应的研究与探讨。（1）建立了智能小车的机械模型、路径模型和运动模型；（2）对智能小车的运动模型进行了数学分析，推导出关于通信数据的速度、行程的计算方法；（3）研究并设计了计算机与PLC的串口数据传输和数据处理的算法；（4）研究并设计了智能小车的速度半闭环控制算法、行程控制算法等。（5）根据设计的算法，编写控制程序，并制作机械模型将设计要求实现。本文在运动控制方面所做的研究，特别是后轮双驱动模式的控制算法，对当今的移动机器人、智能小车等的运动控制具有一定的参考与借鉴作用。本文设计的内容，经过改进与丰富以后，可以用于实际的生产生活。也可以用于实验教学，特别是基于PLC的个性化实验等。受时间与精力的限制，论文设计在一些方面做了相应的简化，省去了一些功能与细节。这样使得毕业设计的重点更加突出，也有利于毕业设计按时按要求完成。但也使所设计的智能小车只具有运动控制和其它一些简单的功能。在]以后的研究设计过程中，需要在以下几个方面加以改进。（1）模型建立与理论分析过于理想化。需要针对更多更复杂的情况进行研究，建立更加完善的运动控制模型，设计更加可靠的运动控制算法，以适应更加复杂的路况；（2）在机械结构上需要加以完善。在模型的设计制作过程中，并未对机械结构的设计与加工做很多的工作。而实际的智能小车的功能实现，机械结构是很重要的一部分，因此需要设计出更加完善的机械结构；（3）采用真正的无线数据通讯。为了降低设计的成本与难度，智能小车在模型设计的过程中，并未用真正的无线通讯，而是利用上位机串口通信来模拟；（4）增加运动状态上传功能。小车模型中，上位机与PLC不进行关于智能小车运动状态的通讯；（5）增加刹车功能。由于模型的速度很低，并且直流电机本身具有一定的刹车作用，因此并未设计刹车功能。但小车在高速运动的情况下，刹车是必需的；（6）采用蓄电池。为降低模型设计制作的成本，智能小车的电源通过开关电流从220V市电转换等到。这不利于试车与调试。总之，本次设计完成了设计的要求，并且达到了锻炼与提高能力的目的。设计的作品经过一定的改进后，可以应用于实际的生产生活和教学。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页致谢本文是在肖世德老师精心指导和大力支持下完成的。我要特别感谢肖老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，肖老师倾注了大量的心血和汗水。无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，肖老师都在百忙之中抽出时间给予了我悉心细致的教诲和无私的帮助。他广博的学识、深厚的学术素养、平易近人的作风和一丝不苟的治学精神使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。本文在撰写过程中，还得到了孟祥印老师热情的帮助和耐心的指导。孟老师在智能小车的功能设计、模型建立与分析、通信与控制以及最后的论文修改等方面给予了我重要的指导与帮助。孟老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。论文在运动控制方案研究设计时还得到了孟文老师的指导与帮助。孟老师就直线插补在运动控制方面的应用提供了宝贵的意见。另外，我还要特别感谢师兄对我关于PLC的一些具体技术问题的帮助。还有实验室老师的支持帮助和其它同学的宝贵建议，在此一并致以诚挚的谢意。最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心的感谢。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页参考文献[1]常斗南．可编程序控制器原理、应用、实验．北京：机械工业出版社，2007．[2]常斗南，李全利．可编程控制器原理及工程应用．北京：电子工业出版社，2006．[3]宋伯生．PLC编程理论算法及技巧．北京：机械工业出版社，2005．[4]龚仲华，史建成，孙毅．三菱FX/Q系列PLC应用技术．北京：机械工业出版社，2005．[5]王英．模拟电子技术基础．成都：西南交通大学出版社，2005．[6]肖世德，孟祥印．智能机电控制技术基础．[7]周伦．智能机电控制．[8]孟文．计算机数控技术．[9]JohnJ.Craig．机器人引论(，陈永译)．[10]三菱电机株式会社．PositioningControlTrainingManual．2000．[11]松下电工株式会社．ProgrammableControllerFP0．上海：2008．[12]松下电工株式会社．FPPROGRAMMERⅡOperationManual．大阪：1994．[13]KarlWilliams．BuildYourOwnBiologicallyInspiredRobot．McGraw-Hill，1999．[14]唐荣年，戴胜华．我国当前智能化汽车的研究构想．城市车辆，2004，2：39[15]张燕平．GPS——汽车时代新智能．上海汽车，2003，3：14[16]佚名．国产汽车智能导航系统问世．公路运输文摘，2003，11：37[17]黄干，徐学军．基于机器视觉的汽车智能驾驶系统研讨.微计算机信息，2004，6：4[18]刘国信．汽车智能技术发展趋势．金属世界，1999，4：10[19]刘林森．智能汽车技术的最新进展．汽车维修，2005，1：10～11[20]曾非，蒙贤著，黄远航．基于单片机的电动模型汽车有动控制．电子世界，2002，3：57～59[21]杨忠敏．现代汽车智能新技术．世界汽车，2003，10：31～32[22]吴永春．FP1可编程序控制器控制多轴步进电机的实现．三明高等专科学校学报．2003，20(2)：17～20[23]陈玮，高军礼，邵赞坚．基于PLC的多轴运动控制器的应用研究．控制与检测，2007，6：49～52[24]焦红现，杨万华．PLC在卷扬上料小车自动控制系统中的应用．自动化技术与应用，2004，23(7)：79～81[25]王典洪，孙蒙，黄小辉，李琴．基于单片机及传感器的机器人设计与实现．微计算机信息，2007，23(3-2)：246～247[26]江晋剑，钱萌．一种基于AT89552的简易智能小车设计．电子与电脑，2007，7：98～100[27]张凤涛，王雪松，王庆艳．智能小汽车控制系统的设计．吉林工程技术师范学院学报，2006，22(12)：4～6[28]靳立强，王庆年，岳巍强，宋传学．基于四轮独立驱动电动汽车的动力学仿真模型．系统仿真学报，2005，17(12)：3053～3055[29]方敏，应艳杰，汪洪波，陈无畏．基于整车转向模型的汽车主动悬架控制研究．中国机械工程，\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第56页2006，17(4)：431～434[30]张云娟．汽车四轮转向模式及智能控制技术．机械管理开发，2006，93(6)：27～28[31]王伟，陈慧，李一染，吴珂．无人驾驶电动汽车底盘系统设计与研究．机械设计，2007，24(9)：50～53[32]温东阳，程柏林，刘艳丽，贾贤龙．智能小车路径跟踪的研究与实现．仪器仪表用户，2008，15(1)：13～14[33]张自友．智能行驶汽车模型研究．乐山师范学院学报，2006，21(12)：36～38\n附录1智能小车控制电路原理图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页附录2PLC程序图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页附录3智能小车实物外观智能小车的外观及硬件电路如图1到图4所示。图1智能小车外观图1图2智能小车外观图2\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页图3智能小车外观图3图4智能小车电路硬件图\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页附录4实习报告班级：04级机械茅以升班学号：20041442姓名：冯刘中实习时间：2008年5月7日至2008年5月9日实习单位：德阳市东方电气集团公司实习人员：04级机械电子工程、智能机电专业方向学生带队老师：孟文老师1实习内容1.1实习过程1.到达实习目的地德阳。2.参观东方电机公司。3.参观东方汽轮机厂。4.参观东方汽轮机厂的核电的装备分厂。5.返回成都1.2实习内容（1）参观东方电机公司1）到达德阳2008年5日7上午，在孟文老师的带领下，我们乘火车从成都出发，赶到德阳。到德阳的时间是上午11点钟左右。到达德阳后，孟老师首先进行实习内容的安排和介绍。之后，各位同学自行进行下午实习的准备工作。2）实习前教育东方电气下辖数个企业，5月7日下午我们要参观的是东方电机公司。首先，东方电机的一位交大校友给我们做东方电机的相关介绍。在介绍中，我们得知东方电机是生产重装装备的国有大型企业。生产产品涉及水电发电机、火电发电机等多种电机产品，且多数位居世界先进水平。其次，同学向负责宣讲的老师提问题。同学们都非常的踊跃，提了很多的问题。比如我们的机械电子专业如果去东方电机公司，我们可以做哪些工作。机械电子专业的毕业生，如果要去东方电机公司容不容易等。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页有的同学问到东方电机的科技实力时问到有多少的院士、长江学者之类的问题。校友都给我们做了热情的回答。再次，校友给我们强调了安全的相关问题。之后，还给了我们关于以后择业、工作、为人处事等的忠告。最后，我们领了安全帽，前往东方电机的车间去参观。3）东方电机工厂参观负责解说的是一位工程师。我们沿着工厂的过道观看。解说的工程师针对看到的实物，给予适当的说明。同学们也可以就一些问题与想法询问她。东方电机可设计和制造由0.75MW至600MW的各种规格和型号的汽轮发电机。至2001年10月,公司已累计为国家生产汽轮发电机约4000万千瓦。汽轮发电机年产达到700万千瓦的能力。从1976年东方电机在成功试制"水氢氢" 型200MW汽轮发电机的基础上开始自行设计300MW汽轮发电机.至今已成功开发出了第三代300MW汽轮发电机。1997年与日立公司联合设计、制造的600MW水氢氢型汽轮发电机在山东邹县电厂成功投运,并在2000年度全国火电大机组竞赛中,5号机和6号机分别获得600MW机组特等奖和一等奖。公司还制造完成广东岭澳核电站1000MW 等级的汽轮发电机分包项目。另外300MW汽轮发电机荣获国家优质产品金奖,被认定为中国名牌产品。  图1东方电机产品部件\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页图2东方电机生产的水轮机（2）参观东方汽轮机厂1）前往汉旺结束了东方电机的一个分厂的参见之后，我们就乘火车前往汉旺镇。汉旺是绵竹的一个镇，是东方电气又一下辖公司—东方汽轮机厂的所在地。我们于晚上6点多种乘火车到达汉旺。2）参观东方汽轮机厂5月8号上午，我们开始参观位于汉旺的东方汽轮机厂。首先，我们在东汽小学听一位老师傅讲解东方汽轮机厂的概况和发展历史，并观看了一部关于东汽的宣传片。之后我们领了安全帽，前往东方汽轮机的车间进行参观。大约走了20分钟，我们就到了东方汽轮机厂。东方汽轮机厂依山而建，拾级而上，规模很大。我们参观了东方汽轮机厂的多个车间，主要是生产风能、潮汐、核能等绿色动力的发电装备。工程师领着我们逐一地介绍。同时同学们提出了很多的问题，\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页那位工程师都给我们作了解答。比如加工中的核电外罩表面为何有孔的原因是做好防辐射等。同时我们也参观了大型的定转子的加工和叶片的加工等，其精湛的加工水平是令人叹服的。我想这么大的器件，成本是巨大的，一旦出现加工的偏差其损失不可估量。工程师讲到，这就要有高科技来做保障，如高水平的数控机床，它们可以实现模拟加工，并且精度是很高的。图3东方汽轮机厂产品部件（3）参观东方汽轮机核电装备分厂1）返回德阳5月9上午七点，我们坐火车从汉旺返回德阳。2）参观东方汽轮机厂的核电分厂返回德阳后，我们又重点参观了位于德阳的东方汽轮机厂的另一个分厂，是专门生产核电的装备的。这是专门生产绿色动力—核电的厂区。里面摆放了许多正在加工和已经被加工的零部件。一个核电的外壳直径有15m左右，有的甚至是更大。1.3实习成果总结（1）了解了我国电机的发展状况电机发电有多种方式，包括水电、风电、核电、潮汐发电等。我国目前在这方面的技术水平，特别是水力发电，在世界上都是处理一流的。（2）重型装备的重要性重装装备是一个国家科技实力的一个体现，也是国家繁荣安定的重要保证\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页。看到东方电机所取得的累累硕果，我们前去参观的同学都充满了自豪感。（3）了解了机械电子在电机制造方面的应用以前对机械电子在电机方面的应用不是很多。经过实习，我们了解到，电机无论在制造还是实际的工作运行，都离不开电子控制。（4）我国的精密机床发展水平不高在电机厂里面，我们可以看到很多的国外进口的精密机床。介绍的工程师说这些机床都是厂里面的重要设备，在购买时很贵。在谈到我国的加工机床时，他说与国外的相比还是有较大的差距。无论在精度、运行性能等方面，国内生产的机床都明显不如国外进口的。（5）创新性的重要由于东方电机厂设计制作的都是特大的电机设备，因此我们有机会了解到像三峡水电站这种超大规模电机的加工。东方电机公司因为在设计方案上采取了创新的设计方法，使得设计的电机的效率提高了二个百分点，由此击败一家国外公司，赢得了电机的设计制作合同。可见创新是非常重要的，只要我们能够不断地创新，我们一定能够进步，能够超越国外，创造出一流。（6）自动化程度不高，工人工作环境不好在电机厂参观的过程中，我们也注意到了有些环节的自动化程度不高，工作的工作环境很差。特别是焊接这块，工人要在高温、高辐射的环境下常时间地工作，对其身心的健康是很不利的。在国外一些发达国家，这些工作是可以由工业机器人来实现的。2总结2.1实习体会这次实习的总体感觉是：时间紧凑，学有所获。在短短的三天时间里，我们实现了在二个实习地的三个三厂地的跨越。实习的内容包含了大型发电机的大部分种类。分别是：水力发电电机、风力发电电机、核能发电电机、潮汐发电电机等。在实习的过程中，我们不但了解到了电机方面的相关知识，还了解到了机床相关的内容。对于一些大型设置的加工，我们也有一些感性的认识。与此同时，我们发现了机械电子专业相关的知识在发电机设计制造领域的应用，增强了对专业的兴趣。在几天实习过程中，创新的重要性也在我们的心中得到加深。2.2其他意见\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第70页在实习的过程中，由于人多、工厂过道较小，所以在参观的过程中，队伍很长，以至于队伍后边的同学对介绍人员的解释听不清楚。如果能够采用更一些的扩音设备，实习的效果可能会更加的好。3致谢在实习的过程中，领队老师孟文老师给予了我们极大的帮助。无论是在上、下车，还是在实习的过程中，他都经常提醒同学需要注意的事项。在实习期间，在住宿问题上，孟老师也是尽最大努力满足各位同学的要求。在此，向孟老师深深的感谢！在实习的过程中，我们还得到了东方电机公司、东方汽轮厂等的工程师和管理人员的大力支持与帮助，在此也致以诚挚的谢意。最后，再次对关心、帮助我们的老师、同学及实习公司的相关人士表示衷心的感谢。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页四轴集成控制一种新型晶体管输出型的脉冲输出的介绍\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页▲超高速处理0．32μs的每个基本指令的高速扫描（1.9ms的5000步扫描周期*1）0．32μs的处理速度，对于一个袖珍型的PLC来说是足够的，甚至当需要高速扫描时也适用。*1：一个5千步程序包含35%的基本指令和65%的应用指令（数据转换，四则运算）▲大容量和额外容量32千步的程序容量和充裕的注释区域*232步的程序容量，超越了绝大数的袖珍型PLC，能够灵活地处理设备未来扩展中多变的应用的需求。*2：C14：16千步。▲巨大的可扩展性和多选功能最大可扩展到300点的I/O点数和通过功能扩展盒的将来的扩展只需稍加一些设备，附加单元就能方便地使功能增强，同时保证成本很低。FP0的扩展适配器可能连接3个附加的FP0扩展单元。▲高安全性通过8位密码和一个禁止程序上传功能来保护程序。▲USB-端口设备*3经由一个商用的USB电缆（AB型）方便地直接与PC连接。*3：C14不提供此功能新增功能◆易于使用的温度控制指令（F356EZPID）◆MEWTOCOL主管功能◆以太网附加单元（不久可以利用）◆跟踪功能\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页可编程序控制器一种晶体管输出型介绍在一个紧凑的机体内四轴的脉冲输出(C14带有三轴输出)是可以被分为两对并行的二轴线性插值当需要很多轴时，生产设备中的伺服电动机和步进电动机的控制就日益多样化——比如：电子控制装置代替凸轮，单元生产的XY平台、Z轴控制和光耦合器件的调节，波浪状纸盒和换热器管道的三维弯曲处理，高密度线圈绕组的操作等等。从这些应用着眼看，FP-X是一系列紧凑的多用途的可编程逻辑控制器（PLC）。这种可编程逻辑控制器在其紧凑的机体内部拥有四轴脉冲输出，适合小型设备的控制，使在一个很小空间里的多轴控制的费用只有设备费用的很小一部分。AFPX-C30(附加了连接盒)AFPX-C14(附加了连接盒)\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页FP-X各部分的名称和功能输出端子电池插座扩展单元插座RS232C仪器端口24V直流伺服电源输出端子C14：0.15AC30,C60:0.4A(直流供电类型的没有伺服电源输出)电位器RUN/PROG模式选择开关USB通信端口（包括C14R）I/O状态监视LED电源端子输入端子扩展单元插座附加暗盒插座控制单元扩展暗盒表面外壳输出端口扩展单元连接器扩展单元连接器I/O状态监视LED输入端口扩展单元（模式：继电器输出型）AFPX-E16R）输入/输出端口或者通信信号端口坚固孔当一个通信盒重叠时，使用两个相对的对角线上的孔安装双堆叠安装连接器仅通信盒可以重叠附加盒（模式：模拟输入盒）AFPX-AD2）\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页定位FP-X非常适合“小型设备多轴定位控制”的降低成本的需要■嵌入的四轴脉冲输出（晶体管化电路类型）晶体管化电路类型的C14在其控制单元内部有三轴脉冲输出，C30/60有四轴脉冲输出。多轴控制以前需要一个高性能的PLC或者是附加的定位单元，或者是两个或多个PLC单元。现在只需要一个FP-X的晶体管化电路类型的单元就可以实现。这个单元体积小，成本低。另外，继电器输出类型PLC需要一个/O脉冲暗盒，因为这种PLC不需要I/O脉冲暗盒，所以其它的功能扩展盒，比如计算机通信或者模拟输入，就可以连接起来应用于更多的多样化应用。C14的3轴控制半导体片自动取出装置托板XY平台+加工头连接两个脉冲I/O盒子（AFPX-PLS），两轴脉冲输出达到80kHz是可能的。并且也能够进行两轴直线插补晶体管输出型的脉冲输出I/O盒子工作时不需要控制单元。C30/60的4轴控制■两个设备上的两轴同步直线插补两轴直线插补涉及通过控制两个电机轴，来实现在一条直线上对角线地移动机器人手臂或者设备加工头。它常用于托盘控制，元件的拾取与安放，XY平台的控制，PC电路板的外形加工等。晶体管输出型的FP-X能够同时控制两轴的直线插补。通过一个袖珍型PLC来实现这种功能，这在工业上是首次。通过使用直线插补指令F175（SPSH），增加了编程的方便性，该单元也随之直线地扩展应用范围。●继电器输出型也具有2轴直线插补的功能通过增加两个脉冲I/O盒单元，直线插补可以达到最大的80kHz的合成速度。相应的指令是F175（SPSH），和晶体管输出型的一样。两台机器的同步控制两个两轴XY平台的控制最大合成速度20kHz最大合成速度100kHz■高速计数器——内置8个\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页适用性扩展了的功能拓展了应用范围，同时改善了使用的简易性。■每个晶体管稳定的0.5A输出，甚至当所有的端口全开通晶体管输出型不受每个公共线的控制能力的限制。每个输出口LED信号塔都能获得0。5A的输出，甚至当所有的输出端口都开通时。晶体管输出能力0.5A（甚至当所有输出都开通时）每个基本单元都如此，C14，C30，C60，包括扩展单元E16和E30（在25°C）。具有充足的能力用于高负载的的开关，比如LED型的信号塔等。■装备一个脉冲调制跟踪功能-程序调试的灵巧的解决方法(适用于CPU是2。0的晶体管型和继电器型)脉冲调制跟踪功能使使用者能够监控I/O状态或者数据寄存器值在一个很短时间内的变化——这是梯形图程序调试的一个有效工具。FPWINGR可者FPWINPRO的一般时序监视器的能监视的最短的脉冲间隔是10ms，但是在调试操作过程中，经常需要监视间隔更短的脉冲。脉冲调制跟踪功能能够在一个扫描周期里实现一次或多次的对任何16个接点数据和3个数据寄存器值的数据累积。从FPWINGR或者FPWINPRO中读出这些数据，能够让使用者确定时序监控器上随着时间的某一个瞬间的变化。不可见的变为可见的了！脉宽调制跟踪一般的时序监控器■计算机通信盒（以太网型）将在2007年四月推出RS232以太网通过这种选择功能，你能够在PCWAY上通过现成的以太网监控FP-X中的数据，或者远程下载/上传程序。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页温度控制高级的PID控制可以轻松地实现高速、高精度的多点温度控制。■新的PID命令（F356EZPID）创造出仅在单线上的温度控制程序。●基于PLC的温度控制的应用，已经扩展到很多地方的控制，比如：多级温度控制，时间控制的温度控制，和与变化的基于数据处理结果相关的温度控制。通过使用该新的PID控制命令（F356EZPID），一个PID控制程序可以大大地简化，并且基于PLC的温度控制可以轻松地实现。以前通过一个PLC来实现温度控制是很困难的。右边的例子是一个简单的标准的温度控制。它通过使用F356命令结合一个触摸屏操作，只用一根线实现了非常简单的PID控制。■多点PID控制●通过采用一种改进的算法和浮点运算，高精度的PID控制是可能的。●更高精度通过在32μs/周以内的超高速运算是可以获得的。比如：一个16环控制，通过确保对节拍时间最低影响，仅仅增加了一个0。5ms的扫描周期。●并行的多接点自动力转换简化了复杂的参数设置。●通过预定的应用，高速控制的PI-D模式和过冲抑制I-PD模式都是可供选择的。●通过综合一个时序控制，这些参数（Kp,Ti,Td,等等）都是可以在PID（比例微分积分）控制过程中改变的，因此可以实现开始点、中值点和收敛点处的最佳温度控制。这种可以修改目标值的能力，使得多级温度控制很容易实现。多级温度控制以前是很困难的，只有用温度控制器才能实现。并且，多点温度控制使得多路温度控制器用一个单一的FP-X就能够实现统一数据管理的集中控制。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页大容量/高速度一个高水平的基本表现就是为未来设备的扩展和多样的变化提供充足的空间■充裕的程序容量——32千步（C14的是16千步）这个32千步的程序容量，超过了绝大多数的小型PLC。它能够灵活地处理未来设备扩展的多变的应用。一个充足的注释区域理所当然地预备着。丰富的注释项使得程序在检验时很容易读懂。●程序存贮区与注释存贮区是分开的，当输入注释时不会引起程序容量的减小。●100000个I/O注释项，5000行注释行空间，5000行备注注释——所有的注释都与程序同时地存贮在PF-X中。■指令处理只有0.32μs的超高速扫描小型设备控制以常需要高速的处理，比如说串口通信，网络构建或者PID（比例微分积分）温度控制。0．32μs/步的高速扫描（基本指令）能够轻易满足这些要求。■充裕的I/O口——最多可达300（通过使用FP0扩展单元和附加盒子，382点是可以达到的）当使用者无法预知他的机器或者设备将来所需要的I/O点数，他就不能确定选择的PLC的型号。FP-X用最多300个I/O通道给使用者解决了这个问题。通过使用附加盒子和FP0的扩展单元，这个点数甚至可以增加至382点。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页扩展“需要要稍微多一些的功能”，“想为现有的设备增加一些功能”。—丰富多样的扩展面板帮助解决了这些需要。■附加盒子能够方便地增加少量的功能和I/O点。这个附加的盒子可以方便地安装到控制单元上。在C14上多达2个盒子，在C30/C60上多达3个盒子能够连接到控制单元上。只有通信盒才能够双重地安装在上面（通信盒子总共只能有一个）注意：可安装的单元和数量，请参看该手册。■当将来扩展或功能增加时，使用现成的FP0扩展单元。经由一个适配器，所有的控制单元可以扩展至3个FP0扩展单元。通过使用“晶体管化电路”，“模拟输入/输出”，“热电偶输入”和“I/O联接（网络）”，应用可以得到扩展。当将来需要扩展和增加功能时，使用现成的FP0扩展单元。*一个控制单元只能连接一个扩展FP0适配器。当这个扩展FP0适配器连接后，多达7个FP-X扩展单元可以使用。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页网络不同类型的设备需要联接到一起——FP-X灵活地达到这些需求。■增加专用通信协议标准通过使用新近增加的针对自动化生产的通信协议（Matsushita公开协议）命令，与和通信协议兼容的单元的串口通信就大大地方便了，比如：PD50，KT4H，DW4H等等。■一次可在使用多达3个串口通信口。使用一个通信盒子可以提供多3个的通信口。可用的连接设备包括：RS232C，RS485，RS422，和USB。RS232C工具口可以用作串口通信的多用途口■PLC连接MEWNET-W0允许程序自动地连接多大字16台PLC单元，比如FP2/2SHorFPΣ。配置控制系统允许有效的模式选择。●通过使用FPWINGR/PRO，对连接单元，连接继电器的数目和本站点开始区域的寻址的简单的设置，无需编程就可允许共享接点信息和数据。●115．2kbps的传输速度，小型机的最高速度。●1200m的传输距离，小型机的最长传输距离。●FP-X和FPΣ系列PLC允许通过编程改变其站号。■样式和兼容性因为与标准的和从属的远程终端控制系统（RTU，RemoteTerminalUnit）相兼容，使其在空调、温度控制等方面发挥更大的作用。这也是实际上的世界标准。另一应用当17个或者更多FP-X单元需要连接时，使用一种协议来代替MEWNET-W0，能够容纳多达99个的FP-X单元。因为每个FP-X能够通过传送一个用户程序来作为主机或者从机，所以可以建立一个多主机网络。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页程序保护通过阻止非法复制来保护你的程序。■通过工具软件FPWIN，可以方便地禁止程序上载。●从PLC主单元上读取程序实际上是不可能的。●在上载程序禁止的情况下，向主存贮区传送程序也是被禁止的。●通过删除一个压缩的、伴随的程序，释放程序上载禁止状态是可行的●通过将程序传送到存贮区，程序的更新是很容易实现的，即使在上程序上载禁止的状态下。已经传送到FP-X里面的程序会同样设置上载禁止，在允许的状态应用于主存贮区。■更加安全的八位密码可以与以前的四位密码一同使用。●这种数字字母的上下组合可以产生218百亿亿种不同组合。并且，在连续三次输入错误后，需要对电源进行复位来进行密码解除。适用性高通用性和丰富的多功能性提供了“安宁的心境”和“灵活性”■通过利用一个标准的USB接口，PC机与PLC之间的连接可以不必使用昂贵的USB变换适配器/电缆。■主存贮区使得程序的传送很方便，同时需要一具实时时钟。●内置的1MB的闪存能够存贮32千步程序，包括注释和FPWINPro源文件。●通过为本地装置简单地发送主存贮器，边远地区的程序更新就很容易。●因为主存贮器存贮了密码信息，密码保护可以应用于程序传送。类似地，程序上传禁止/允许可以设置。●内置的实时时钟实现了定时重复控制和定时数据记录。■程序不必备份——易保持●程序和注释是存贮在闪存里的，不需要要备份电源。●为数据和实时时钟提供一个备份电池。C14可以附加一个电池，C30可以附加两个电池，C60附加三个电池。一个两电池的装置能够修不停地工作很长一段时间（10年或者更长）而不需要维修。（实时时钟没有一只电池是不工作的。）■从数据存贮●\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页FP-X没有电池时，在闪存里能够存贮程序、注释、一个总共55字的数据和一位设置数值。通过增加备用电池，所有的数据和位可以存贮。但是通过使用适用的指令，没有电池也可以向闪存里写程序和数据（F12，P13）。非常适合设定值的数据存贮和一天内多次反复修改。\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页\n西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页内部资料，请勿外传！9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^G89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##K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