基于自由摆的平板精确控制与激光追踪系统

5 系统测试
5．1平板控制测试
根据设计要求对系统平板控制功能的稳定性进行测试，测试方法为直接计数法。将单摆拉至60°，在平板上放置8枚硬币，松开单摆，记录单摆摆动5个周期后平板上剩余硬币的数目。统计结果用直方图表示，如图6所示。其中，横坐标表示平均每次剩余硬币数目，纵坐标表示测试次数。测试表明，随着测试次数的增加，平均剩余硬币数目也随着增加，平板控制功能趋向稳定。

5．2激光追踪测试
根据设计要求对系统激光追踪功能进行测试，测试方案选用多次测量取平均值的方法。按图3所示，在靶纸上确定靶心的位置，打开激光笔；启动系统，在自由摆摆动过程中，观察并记录激光笔在靶纸上的红色光斑与靶心的最大距离，这个最大距离就是本激光追踪系统的误差。按照上述方法多次测量，统计后得出激光追踪系统的误差范围和稳定程度。具体结果如图7所示，其中横坐标表示误差大小，纵坐标表示测试次数。经计算误差平均值为0．13 cm。测试表明，随着测试次数的增加，误差平均值逐渐减小，激光追踪性能较为稳定。

结语
本设计基于自由摆，以MSP430F5438单片机为控制核心，设计并实现了精确控制与激光追踪系统，通过MATLAB建模实现了硬件与软件的结合。经过测试，在误差允许的范围内验证了系统可以实现基于单摆的平板精确控制与激光追踪功能。