梯形加减速算法在MCU控制步进电机中的应用研究

为了实现单片机对步进电机的精准控制,通过研究梯形加减速运动数学模型分析电机机械运动特性,建立了速度与脉冲、加减速度的数学关系,在STM32单片机中实现了梯形加减速算法的转换。经调试,步进电机在MCU控制下运行平滑稳定,响应灵敏,不存在失步、过冲现象。     

一种PMLSM的速度辨识控制方法

针对永磁同步直线电机的矢量控制问题,提出了基于模型参考自适应的速度辨识方法。通过分析永磁同步直线电机的数学模型,设计了并联模型参考自适应模型,并利用Popov超稳定性定理推导了模型参考自适应律,得到了速度辨识自适应算法,实现了对电机速度和位置的辨识。将速度辨识算法嵌入永磁同步直线电机的双闭环矢量控制模型中,建立了基于模型参考自适应速度辨识的双闭环矢量控制系统。在MATLAB中对电机及其控制系统进行建模,并在负载突变和速度突变两种工况条件下对系统模型进行了仿真,仿真结果表明,该方法能实现对速度和位置的高精度估算,稳定性较好。     

混合式步进电机细分控制方法优化策略研究与仿真

针对混合式步进电机闭环控制系统的固有缺点、数学参考模型的失真、电机磁滞损耗和涡流损耗的问题,结合混合式步进电机结构原理、步进电机细分控制原理、最优控制思想和自适应控制思想,分别将最优性能指标、直接电流反馈以及有限时间参考模型修正方法引入到步进电机受控系统中。在三相混合式步进电机的数学模型基础上,分别采用普通细分控制方法和基于优化思想的细分控制方法进行了Simulink仿真。研究结果表明,采用基于优化思想的细分控制方法,可以较好地提高电机的控制性能。     

带电高空接过引线自动手臂自适应细分运动控制系统设计

针对高压电网接引线机械臂绕线和进给过程中,其步进电机存在速度突变和宽广范围内速度平滑控制问题,设计了以STM32F103系列微控制器为核心的运动控制系统,该系统采用自适应细分控制算法,解决接引线机械臂步进电机在低频运行时转矩脉动、细分切换引起速度突变和宽广范围内速度平滑控制问题.通过对接引线机械臂步进电机运行试验,证明了所设计的模型与运动控制方法的可行性.     

步进电机远程控制方案的设计及实现

针对远程实验中步进电机的控制问题,对步进电机的驱动方法、通信方式、位置速率计算和安全控制等方面进行了研究,对实验过程中步进电机的远程控制策略及方案进行了归纳,提出一种基于AT89C52单片机、THB6128步进电机细分驱动器、光电编码器以及Web服务器的步进电机远程控制系统,采用在远程客户端实时操控并观察电机运作的方法,对系统中电机的操控响应情况及其运行时的位置速率进行了测试。研究结果表明,该系统具有较好的安全性和失步判断能力,能够实现电机的启停、变向、变速控制及位置速率的准确测量,满足远程实验中实验设备的过程控制需要。     

线束绑扎设备控制系统设计与分析

为了使小型线束绑扎设备实现自动化生产,针对线束绑扎设备工作流程及各机构的运动方式,设计了一种线束绑扎设备控制系统,实现了对该线束绑扎设备上料、绑扎、剪切3种工作状态的自动控制。在设计步进电机驱动程序时,建立了步进电机数学模型,并对梯形曲线算法和指数曲线算法进行仿真分析和实验验证。根据仿真和实验结果确定了步进电机启动控制算法中关键参数,有效避免了步进电机启动时震动大和容易失步的现象。     

基于行波超声波电机的新型机器人多自由度关节精密定位控制

文章对基于行波超声电机驱动的新型机器人多自由度关节精密定位控制系统进行了研究。在深入研究负载下行波超声波电机的启动特性、运行特性、调速特性、步进特性、带负载能力的基础上,揭示了负载对微步控制的影响规律,并提出了基于行波超声波电机驱动的机器人多自由度关节精密定位控制方法。文章所给的方法和结论,为行波超声波电机开环精密定位控制的进一步推广打下坚实的基础,研制出的精密定位控制系统不需要使用高精度编码器就可以使关节达到很高的定位精度。     

数控机床直流直线电机结构设计及控制系统研究

为解决现有直线电机存在边端效应、推力波动大以及控制系统复杂等问题,设计出一种新的直流直线电机结构,并对该电机的数学模型和动态特性进行了较为深入的分析.针对单闭环系统受绕组电压、负载和动子质量的影响,易出现电流和速度波动等问题,设计了多环结构的控制系统,并引入前馈控制方法改善了系统动态跟踪特性.基于上述分析,利用MATLAB对系统进行了仿真研究,结果显示所设计的电机结构具有较好的可行性和可控性,且引入前馈控制的多环控制系统可有效抑制电流和速度的波动,使系统的动态跟踪特性得到显著提高.     

基于负载观测的步进梁速度前馈鲁棒复合控制

步进梁由固定梁与移动梁构成,是钢坯加热炉的核心部件。移动梁由液压缸驱动做矩形运动,使数百吨重的钢坯在加热过程中一步一步地自入炉侧向出炉侧移动。步进梁的运动速度既要保证生产的节奏,又要保证对钢坯轻托轻放,以免产生碰创,损坏移动梁和固定梁。所以,移动梁运动速度的准确控制至关重要。由于运动部分的惯性太大,加上负载的阶跃式突变,实现速度和位移的精准控制难度很大。在分析研究步进梁系统工作原理及数学模型的基础上,针对系统负载的不确定性,设计了基于负载观测的前馈鲁棒复合控制。仿真实验证明该控制可实现速度的准确跟踪。     

提高经济型数控车床加工精度的新方法——位置准闭环控制

以步进电机驱动的开环系统存在着一些问题。比如伺服精度低,步进电机失步误差无法补偿等。为此,本文提出一种新型的位置准闭环控制系统。它具有闭环的伺服精度和开环的稳定性。在经济型数控车床上的实验表明:该系统的定位精度和重复定位精度均控制在±10μm以内,获得预期效果。     

单相激励旋转步进超声电机原理

结合模态旋转型步进超声电机和自校正步进超声电机的特点,提出了一种单相激励的旋转步进超声电机原理。该电机具有开环控制下,无累积误差的特点。采用同一种工作方式实现驱动和定位,避免了自校正步进超声电机失步或多步的问题;克服了模态旋转型步进超声电机步距角较大的弱点,无需牺牲负载能力就可实现较小的步距角。制作的原理样机实验中未发现错步现象,其堵转力矩、步距角和单步运行最大误差分别为0.0032Nm、7.5度和0.6度。     

基于模糊PID控制的步进电机建模与仿真

通过综合运用模糊算法和PID控制算法,搭建了步进电机的直接闭环控制系统。建立了步进电机的模糊PID控制模型,利用MATLAB中强大的Simulink仿真模块,对建立的步进电机控制模块进行仿真,验证了模糊PID控制在步进电机直接闭环控制系统中的优越性。仿真结果表明,该系统具有较好的控制性能和动态响应能力。     

基于DSP的步进电机加减速控制系统设计

在高转速的条件下,步进电机运行过程中可能出现失步或过冲现象。本文根据步进电机工作原理,设计了一种步进电机加减速控制系统,以增量式光电编码器作为步进电机的速度和位置传感器,以数字信号处理器(DSP)为控制芯片。经过系统调试,实现了对步进电机加速、匀速、减速三个阶段运动的控制。测试结果证明,系统达到了设计要求,已应用于酶联免疫分析仪中的自动装载架系统。     

基于FPGA的步进电机伺服控制系统研究

针对目前步进电机控制中存在的步距角大、低频震荡以及控制精度不高的问题,采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为主控芯片,实现对1台两相混合式步进电机的电流和速度双闭环控制。利用FPGA本身运算速度快、实时性好和编程灵活的优点,通过数字比较器同步产生多路PWM控制信号,以此来减小步进电机步距角,提高伺服系统的性能和电机运行的平稳性。最终测试结果表明,该闭环驱动技术有助于解决步进电机控制中的相关问题,具有良好的实用价值。     

基于非线性PID控制的高抗扰液压伺服系统

为了解决非对称液压缸负载发生阶跃式突变时产生的位移跌落与速度振荡难题,采用非线性PID控制方法,提出了一种基于非线性PID控制的高抗扰液压伺服系统控制策略。建立了液压驱动系统数学模型,重点分析了新的非线性组合及控制器,并将冶金行业步进式钢坯加热炉步进梁系统作为应用实例,运用MATLAB/SIMULINK仿真平台,对步进梁上升过程进行速度对比分析。研究结果表明,该方法安全可靠,具备有效性与优越性。     

经济型数控的闭环位置控制

用步进电机驱动的经济型开环控制系统成 本低,稳定性好,但是由于伺服精度低,丢步 误差无法补偿,加工精度较低,采取自动升降 频措施也不能完全消除丢步现象。本文介绍伪 闭环位置控制即解决了上述问题,而且方法简 单,成本低,可满足当前国内低档数控机床生 产及旧机床改造的需求。 1.闭环控制原理(图1) 在闭环控制系统中,步进电机走过的步数, 将由固定于其轴上的编码器来检测。编码器随 机产生中断,对电机的每一步给出一个或几个 脉冲,用以校对走过的实际距离。 2.软件实现 步进电机控制的主要问题是起动或运行过 程中丢步及在过程结束时产生…     

超声-放电复合加工模糊自适应伺服控制系统的研究

研究了一套超声-间隙脉冲放电复合加工机床伺服机构的模糊自适应控制系统。重点研究应用模糊自适应控制方法控制步进电机伺服机构，实现快速运行和精确定位两种控制要求。根据位置误差的大小对步进电机采用两种控制规律进行控制，使加工更高效。对此作的计算机仿真表明该控制系统达到使用要求。     

钢球检测仪中步进电机控制方法的研究

文中主要针对钢球表面质量检测仪中步进电机控制方法进行了研究,提出运动控制卡与单片机相结合的控制方案,并建立了步进电机加减速控制的数学模型,在此模型基础上应用美国NI公司的PCI-7342运动控制卡结合STC单片机,完成了仪器中的上料、表面展开、分选电机的控制,利用PCI-7342的D／A模块与单片机进行硬触发,实现各个运动控制模块之间的逻辑关系,通过脉宽调制避免电机频繁启停而失步的问题。     

微型机控制步进电动机自动寻找最佳加、减速规律的研究

本文在分析了步进电动机加速、减速规律的基础上,研制了控制步进电机自动寻找最佳加、减速规律的微型机硬件系统和一套软件程序。对于单独的步进电机或带有负载的步进电机实用伺服系统,利用研制出的软、硬件可将其最佳加、减速规律自动找到,并将求得控制信息列表存入RAM中,然后微处理机就自动查表对步进电机实行最佳加、减速开环控制。这对于测定步进电机的快速性,以及使实用中的步进电机伺服系统处于快速起、制动运行状态有一定的实用意义。     

一种新型摆线推进器控制系统的设计

为了简化摆线推进器的构造,减少推进器部件的磨损,设计了一种新型的摆线推进器控制系统.该控制系统采用步进电机作为摆线推进器控制机构,通过建立摆线推进器的叶片转角与叶片安装转盘转角的数学模型,得到步进电机控制脉冲数,使控制的叶片摆角满足叶片摆动规律.仿真试验结果表明,基于步进电机的摆线推进器控制系统能够较好地满足摆线推进器控制要求.