基于MSP430F449的懸掛運動控制系統設計

公式推導：由勾股定理：

初步方案：
1)以直線或圓的量化算法計算出軌跡上的下一個點坐標，磁電機為步進電機的驅動目標。
2)根據推導公式計算出步進電機的驅動距離3)將驅動距離量化為驅動圈數，為降低累積誤差，量化余數算入下一次的驅動距離當中。
具體方案流程圖如圖3所示。

3．2．2 直線的生成算法
本系統中畫直線直接用數字微分分析式DDA(Digital Differential Analyzer)算法。具體實現過程如下：
設直線的起點為(x1，y1)，終點為，則斜率m為：

直線中的每一點坐標都可以由前一點坐標變化一個增量而得到(Dx，Dy)，即表示遞歸式：

遞歸式的初值為直線的起點(x1，y1)，這樣，就可以用加法來生成一條直線。
3．2．3 圓的生成算法
本系統畫圓采用極坐標法實現。
當θ從0到2π做遞增時，由此式便可求出圓周上均勻分布的360個點的(x，y)坐標。利用圓周坐標的對稱性，此算法還可以簡化。將圓周分為8個象限，只要將第1a象限中的圓周光柵點求出，其余7部分可以通過對稱法則計算出來。圖中給出了圓心在(0，0)點時的對稱變化法則。
3．2．4 循跡算法
循跡中，將傳感器陣列的八個方向分成正向反向兩大類。其中，有效檢測方向分以下3級：
第1級：原方向。
第2級：原方向緊鄰的兩個方向。
第3級：與原方向垂直的兩個方向。
其他3個方向均為反方向。
循跡運動方向選取原則：首先濾除前4步的所有反方向(由位或得到)，防止按反方向倒退。濾除之后，剩下的有效方向中，如果仍有原方向，則按原方向繼續(xù)執(zhí)行；若沒有，則依次尋找第2級，第3級。若最后均沒有(遇到黑線的間斷處)，
則回歸到第1級，即繼續(xù)往前行。綜上，就是只有上一級循跡不成功才會依次尋找下一級。

4 系統硬件電路設計
4．1 步進電機驅動模塊電路
三相步進電機使用的是UP-3BF04型電機驅動器，操作方便，控制信號可由MSP430直接引出，編程實現對它的控制，如圖4所示。

其特點是：1)PWM恒流驅動，三相六拍勵磁方式，電源損耗極低且具有極高的開關效率；2)自動半流鎖定功能，驅動電流可達4 A；3)所有控制信號與功率驅動部分光電隔離；4)散熱外殼與驅動器內部完全絕緣。