报告要求：
学生在撰写《设计报告》时应注意，学校、代码、姓名等文字不得出现在报告的封面和每页纸上，否则将被取消资格。
报告文本长度严格限制 A4 纸 8 页面内，主页另附 300 文字内的设计报告中文摘要，正文采用小四号宋体字，行距固定值 22 磅，标题号自定，垂直打印。必须在设计报告的每页上方留出 3cm 空白区域内不得有上述空白，每页右下端注明页码。
比赛结束时，各队应将设计报告密封纸(空白 A4 纸张)约在设计报告的上端 2cm处装订，然后在设计报告密封纸上写下参赛队的代码(代码由赛区组委会编制，开赛前通知各队)(空白 A4 纸)离纸边约 1cm 居中处，掀起密封纸折向设计报告背面，用胶水粘在背面。
报告架构
简易倒置控制装置（C题）
摘 要
设计要求实现简单旋转倒及其控制装置的设计要求...实际试验表明，设计方案先进有效，完全符合设计要求。
关键词：倒立摆；H桥驱动；角度传感器...
- 设计和论证系统方案（仅供参考。目录、章节标题和内容应根据主题要求进行修改）
- 系统总体方案设计
通过对赛题的分析研究..：
1)电机启动时加速大..。
2)摆杆角度检测传感器响应快..。
3）..。
通过以上分析，系统分为主控模块、电源模块、电机驱动模块等六个基本模块..。系统总体设计框图如图1所示。
- 系统整体方案框图
- 主要模块方案选择和论证
1）电机选型
方案1：步进电机...不当容易产生共振。
方案二:采用直流伺服:...电机，。
倒置摆动系统需要驱动电机调速方便、正反转响应时间短、扭矩大等特点，直流伺服电机可以很好地满足。结合以上两种方案，选择方案2。
2)示范和选择摆杆角度测量模块
方案1：磁敏旋转角传感器..。
方案二:用光电编码器测量..。
方案三:导电塑料角位移传感器...
综合以上三种方案，选择三种方案。
3)电机驱动模块的论证和选择
方案1:全桥驱动芯片采用专用LM298..。
方案二:采用基础..。
由于..。
4)旋转臂位置测量模块的论证和选择
方案1：角位移传感器..。
方案二:采用三轴磁..。
考虑到旋转臂对角度信息精度要求不高，选择方案2。
- 理论分析与计算
1)倒立装置的设计和计算
旋转倒摆控制装置主要由一个旋转臂组成。它由一个摆杆组成...
2mg=m及v=（式1）
...倒立摆装置结构示意图如图2所示。
- 倒立摆装置结构示意图
2）XXXXX
3）XXXXX
..。
- 硬件电路设计
1)电机驱动电路
直流伺服电机由H桥驱动芯片驱动HIP408驱动外置MOS具体原理图如图3所示。
- H桥动电路
.....................。
2）电源电路
.....................。
3）传感器检测电路
.....................
4）单片机控制电路设计
.....................。
- 软件设计
- 系统软件设计
软件程序采用.....................。主程序流程图如附录2。
-
- 主要模块软件设计思路
1）摆杆自由摆动设计思路
自由摆动是通................
2）摆杆圆周运动设计思路
摆杆圆周运动的控制过程......................
3）摆杆保持倒立设计思路
摆杆保持倒立的..............................
4）摆杆自行倒立设计思路
摆杆自行倒立控制思路....................
- 测试方案与测试结果
- 测试.........
测试时............
-
- 测试结果
1）基本要求1测试结果
基本要求1测试结果如表1所示。
表1 基本要求1测试结果
| 摆角达到-60°～60° |
第一次（s） |
第二次（s） |
第三次（s） |
| 完成动作所需时间 |
- 基本要求......
.....................
-
- ......结果分析
通过多次测试，设计满足题目的要求，.....................。
- 结论
.....................，最终倒立摆完全达到了题目要求的全部各项性能指标，性能稳定、动作流畅.....................。
参考文献
- 徐静，王川一.旋转倒立摆XXXXXX[D].山东大学硕士学位论文.2009年.
- 张毅刚，彭喜元，董继成.单片机XXXXXXX[M].高等教育出版社，2003.
- 张阳，吴晔，滕勤等. XXXXXXXXX及嵌入式系统开发[M].电子工业出版社，2003.
......................................