基于MSP430F449的悬挂运动控制系统设计

公式推导：由勾股定理：

初步方案：
1)以直线或圆的量化算法计算出轨迹上的下一个点坐标，磁电机为步进电机的驱动目标。
2)根据推导公式计算出步进电机的驱动距离3)将驱动距离量化为驱动圈数，为降低累积误差，量化余数算入下一次的驱动距离当中。
具体方案流程图如图3所示。

3．2．2 直线的生成算法
本系统中画直线直接用数字微分分析式DDA(Digital Differential Analyzer)算法。具体实现过程如下：
设直线的起点为(x1，y1)，终点为，则斜率m为：

直线中的每一点坐标都可以由前一点坐标变化一个增量而得到(Dx，Dy)，即表示递归式：

递归式的初值为直线的起点(x1，y1)，这样，就可以用加法来生成一条直线。
3．2．3 圆的生成算法
本系统画圆采用极坐标法实现。
当θ从0到2π做递增时，由此式便可求出圆周上均匀分布的360个点的(x，y)坐标。利用圆周坐标的对称性，此算法还可以简化。将圆周分为8个象限，只要将第1a象限中的圆周光栅点求出，其余7部分可以通过对称法则计算出来。图中给出了圆心在(0，0)点时的对称变化法则。
3．2．4 循迹算法
循迹中，将传感器阵列的八个方向分成正向反向两大类。其中，有效检测方向分以下3级：
第1级：原方向。
第2级：原方向紧邻的两个方向。
第3级：与原方向垂直的两个方向。
其他3个方向均为反方向。
循迹运动方向选取原则：首先滤除前4步的所有反方向(由位或得到)，防止按反方向倒退。滤除之后，剩下的有效方向中，如果仍有原方向，则按原方向继续执行；若没有，则依次寻找第2级，第3级。若最后均没有(遇到黑线的间断处)，
则回归到第1级，即继续往前行。综上，就是只有上一级循迹不成功才会依次寻找下一级。

4 系统硬件电路设计
4．1 步进电机驱动模块电路
三相步进电机使用的是UP-3BF04型电机驱动器，操作方便，控制信号可由MSP430直接引出，编程实现对它的控制，如图4所示。

其特点是：1)PWM恒流驱动，三相六拍励磁方式，电源损耗极低且具有极高的开关效率；2)自动半流锁定功能，驱动电流可达4 A；3)所有控制信号与功率驱动部分光电隔离；4)散热外壳与驱动器内部完全绝缘。