相比于整流型电路,直流斩波器中的晶闸管由于与相位器的关联不大,不受其直接的控制,因此在工作时在仅开关状态下运行。若晶闸管截断,则此时电动机与电源相互断开,其两端没有电压存在,只有导通晶闸管并使电流从中流过时,直流电源的电压才能够直接负载到电动机上。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。通过改变导通时间而不改变脉冲周期的方式,即可对晶闸管进行流速调整。
相比于V-M系统,PWM更占优势,主要体现在如下几点:
(1)PWM在运行时电动机的能耗较小,不易因过热发生发动机损坏的情况,同时因PWM进行速度协调的系统具有很高的工作频率,有较好的稳定性,不易受到外界的干扰,同时也拥有较宽的速度调节范围,方便实验的操作。
(2)通过与反应速度较快的电动机同连接,可以使频带宽度增加,并获得较强的稳定性和较快的相应速率。
(3)由于该器件只开关状态下工作,因此设备有较高的工作效率,且相比于同类型的电路不易受损耗。
鉴于以上几点原因,本次实验采用PWM作为智能小车的速度调节和控制系统。
二、检测系统
检测系统是对小车运动状态进行全方位观测和记录的重要设备,主要通过光电传感器对小车的实时位置,行车时速和状态进行测量,并完成小车的自动避障。
1、行车起始、终点及光线检测
本系统为了实现用红外线对小车的行驶状态检测,在路面的起点和终点以及小车的底盘各放置一套反射式红外传感器,以保证测量数据的准确性。而对于路面上存在的障碍则利用超声系统进行检测,小车通过传感器发出并接收遇到路障后被反射回来的超声波,以判定前方是否存在路障。当光敏三极管受到可见光的照射时,其发射极和集电极之间的电阻减小,此时系统输出高电平信号,传输给电压比较器和施密特触发器进行处理,并最终由单片机对其进行控制。
在小车的车头两端各有一个光电三极管,通过光线的照射来控制小车的行驶,当右侧三极管受到光线照射时,单片机接收到相应并控制电动机,使小车向右转;同样的,左侧光电管在受到光照时系统也会命令小车也会向左转动;而若想要小车延直线行进,只需令小车的两个光电管同事受到光线照射,此时单片机会发出直行信号
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