傳感器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度實(shí)驗(yàn)傳感器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度實(shí)驗(yàn)----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----傳感器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度實(shí)驗(yàn)隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，越來越多的智能設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其中控制系統(tǒng)是智能設(shè)備中的重要組成部分。隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器已經(jīng)成為控制系統(tǒng)不可或缺的組成部分。在控制系統(tǒng)中，電機(jī)也是非常重要的組成部分，電機(jī)的控制可以通過傳感器來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)將介紹如何使用傳感器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。一、實(shí)驗(yàn)原理在控制系統(tǒng)中，傳感器的作用是將外部環(huán)境的物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，供控制器進(jìn)行處理。本實(shí)驗(yàn)使用的傳感器是旋轉(zhuǎn)角度傳感器，它可以將旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，我們通過電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)供給控制器，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。本實(shí)驗(yàn)使用的電機(jī)是步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是一種電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)動(dòng)角度是按照步進(jìn)角度進(jìn)行的，每當(dāng)電機(jī)接收到一個(gè)控制信號(hào)時(shí)，電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)角度。我們通過控制信號(hào)的頻率和方向來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。二、實(shí)驗(yàn)器材1.ArduinoUNO控制器2.旋轉(zhuǎn)角度傳感器3.步進(jìn)電機(jī)4.電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊5.杜邦線若干6.面包板7.電源線三、實(shí)驗(yàn)步驟1.將Arduino控制器與電腦連接，打開ArduinoIDE軟件。2.在ArduinoIDE軟件中，新建一個(gè)程序，將程序上傳到Arduino控制器中。3.將旋轉(zhuǎn)角度傳感器、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊依次連接到面包板上，連接方式如下圖所示：4.將面包板連接到Arduino控制器上，連接方式如下圖所示：5.在ArduinoIDE軟件中，打開串口監(jiān)視器，設(shè)置波特率為9600。6.此時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度傳感器開始工作，我們可以通過旋轉(zhuǎn)傳感器來測試傳感器是否正常工作，在串口監(jiān)視器中可以看到傳感器輸出的旋轉(zhuǎn)角度。7.在程序中編寫控制電機(jī)的代碼，代碼如下所示：```c++#include<Stepper.h>constintstepsPerRevolution=2048;//電機(jī)每圈步數(shù)SteppermyStepper(stepsPerRevolution,8,10,9,11);//定義一個(gè)Stepper對象，并設(shè)置電機(jī)控制引腳voidsetup(){Serial.begin(9600);//開啟串口通信}voidloop(){if(Serial.available()){//如果串口接收到數(shù)據(jù)intangle=Serial.parseInt();//將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為int型intsteps=angle*stepsPerRevolution/360;//計(jì)算電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)myStepper.setSpeed(50);//設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速if(angle>0){//如果需要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)myStepper.step(steps);//電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)}elseif(angle<0){//如果需要逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)myStepper.step(-steps);//電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)}Serial.println("OK");//返回OK，表示電機(jī)已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)到指定角度}}```在這個(gè)程序中，我們使用Stepper庫控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過輸入旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算需要轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)，再通過myStepper.step(steps)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。8.在串口監(jiān)視器中輸入需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，比如輸入"90"，電機(jī)就會(huì)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，我們可以通過旋轉(zhuǎn)傳感器來檢驗(yàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度是否正確。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過本實(shí)驗(yàn)，我們成功地使用傳感器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，通過輸入角度，電機(jī)可以按照指定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)的控制。五、實(shí)驗(yàn)思考1.如何通過傳感器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速？我們可以通過改變myStepper.setSpeed()中的數(shù)值，來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.如何實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自動(dòng)控制？我們可以使用循環(huán)語句和延時(shí)函數(shù)，讓電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。3.如何使用其他類型的傳感器控制電機(jī)？我們可以根據(jù)不同的傳感器類型，使用不同的庫函數(shù)來控制電機(jī)，比如使用光敏傳感器控制電機(jī)的開關(guān)等。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----基于傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)本文將介紹一個(gè)基于傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生了解閉環(huán)控制的基本原理，以及如何使用傳感器來監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生能夠：1.理解閉環(huán)控制的基本原理；2.學(xué)會(huì)使用傳感器監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速；3.學(xué)會(huì)使用控制算法來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。二、實(shí)驗(yàn)器材1.電機(jī)2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3.轉(zhuǎn)速傳感器4.控制器5.電源三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)采用閉環(huán)控制的方法來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。閉環(huán)控制是指系統(tǒng)會(huì)根據(jù)反饋信號(hào)來調(diào)整輸出信號(hào)，以達(dá)到期望的輸出結(jié)果。在本實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)速傳感器會(huì)監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制器。控制器會(huì)比較實(shí)際轉(zhuǎn)速與期望轉(zhuǎn)速之間的誤差，并根據(jù)誤差來控制電機(jī)的輸出，以使得實(shí)際轉(zhuǎn)速逐步接近于期望轉(zhuǎn)速。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，并將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接到控制器。2.連接轉(zhuǎn)速傳感器到控制器。3.設(shè)置期望轉(zhuǎn)速并將其輸入到控制器。4.啟動(dòng)電機(jī)，并讓它運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，以使傳感器可以正確的監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速。5.在控制器上設(shè)置控制算法，并開始控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。6.記錄電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并與期望轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較。7.根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速和期望轉(zhuǎn)速之間的誤差，調(diào)整控制算法的參數(shù)，以使得實(shí)際轉(zhuǎn)速能夠逐步接近于期望轉(zhuǎn)速。8.重復(fù)步驟4-7，直到實(shí)際轉(zhuǎn)速達(dá)到期望轉(zhuǎn)速。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析通過實(shí)驗(yàn)，我們可以看到電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速會(huì)不斷地接近于期望轉(zhuǎn)速。如果控制算法的參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以穩(wěn)定地維持在期望轉(zhuǎn)速附近。此外，我們還可以通過比較不同控制算法的效果來優(yōu)化閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能。比如，我們可以比較PID控制算法和模糊控制算法的效果，以找到最優(yōu)的控制算法。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，我