基于单片机的压电智能悬臂梁振动控制系统设计

字数:30279,页数:70  论文编号:JD349

摘  要
利用压电薄膜PVDF进行柔性结构振动主动控制是近年来发展的一个研究方向，本项目拟以一个悬臂梁（或板）作为控制对象，以压电薄膜作为传感元件和作动元件，建立以单片机为控制器的高速实时处理系统，采用先进的控制理论和方法，对控制对象施加的不同层次的振动进行控制，该系统可以实现单通道数字采集，处理与控制。
本设计主要的设计原理是：悬臂梁振动时，悬臂梁挤压压电薄膜PVDF（传感元件），从而使PVDF输出电压，这个输出的弱电压信号经过滤波器滤波和电压放大器放大后，在进入A/D转换器转化成数字信号，从而作为测量信号传输给单片机进行分析控制。单片机按照一定的控制律计算出控制量，这个控制量进入D/A转换器转换成模拟信号，模拟信号经过电压放大后施加到压电薄膜PVDF（作动元件）上,对悬臂梁系统进行振动控制。
                              
关键词：单片机；悬臂梁；压电薄膜；振动控制

目  录

第一章 绪论 ………………………………………………………………………2
1.1 压电智能材料的发展及应用……………………………………………4
1.2 压电材料应用于振动控制的研究………………………………………8
第二章 本课题国内外研究的现状，目的，意义及本设计工作………………9
2.1 本课题国内外研究现状 ………………………………………………11
2.2 本课题提出的意义和目的 ……………………………………………14
2.3 本设计研究工作 ………………………………………………………16
第三章 系统硬件电路设计………………………………………………………17
3.1 传感器的设计 …………………………………………………………17
3.2 滤波器模块电路的设计 ………………………………………………18
3.3 光电隔离模块电路的设计 ……………………………………………19
3.4 数据输入通道的设计 …………………………………………………22
3.5 单片机的介绍 …………………………………………………………30
3.6 存储器的扩展 …………………………………………………………37
3.7 数据键盘显示的设计 …………………………………………………43
第四章 流程图……………………………………………………………………55
 程序………………………………………………………………………58
 参考文献 …………………………………………………………………………67