两轴稳定平台控制系统设计

本文介绍了一种应用在飞艇底部的两轴稳定平台,设计了该平台的控制系统。以单片机作为控制器,采集飞艇姿态数据,运行稳定控制程序,控制电机旋转。实验结果表明,该控制系统能够有效隔离载体的扰动,使平台上的天线保持视轴指向稳定。     

基于DSP的超声波电机控制系统

超声波电机是一种新型的电机,其控制和驱动方法有别于传统的电磁电机.本文主要介绍了课题组所研制的一种基于DSP的超声波电机的控制系统,对系统的硬件及软件的实现技术做了分析.测试结果表明控制系统的性能稳定,控制方法可行.     

永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比.结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

无轴承开关磁阻电机实验平台的设计与实现

将无轴承技术应用于开关磁阻电机中可充分发挥该电机的高速适应性,并拓宽其在微型和大功率领域中的应用。该文在已有数学模型基础上,针对其电磁转矩和悬浮力的控制特点,设计了以DSP-LF2407A为控制核心的数模混合控制实验平台。实验平台包括无轴承开关磁阻电机本体、DSP数字控制器、电流滞环控制器、PID调节单元、3套功率逆变器、传感器和相关辅助电路,并对其工作原理进行了分析。在此基础上设计了控制系统的软件,并给出了主要子程序的流程图。通过对整个实验平台硬软件的联合调试,实现了无轴承开关磁阻电机的稳定悬浮。     

模糊自抗扰控制的三电机同步协调系统

针对三电机同步协调控制系统存在速度与张力难以解耦的控制问题,分析三电机同步控制系统数学模型,提出一种基于自抗扰控制技术的控制方案;根据三电机同步协调特点,对主电机转速控制采用模糊一阶自抗扰控制器,对两两电机间张力控制采用模糊二阶自抗扰控制器。通过设计的三电机S7-300协调控制系统实验平台,对电机转速控制性能和解耦性能进行实验。实验结果表明,模糊自抗扰控制的三电机同步协调控制系统与传统的PID控制的系统相比较,提高了动态性能和稳态精度,实现了速度与张力的解耦、张力与张力间的解耦,具有快速稳定的控制性能。     

天线双轴稳定平台伺服控制器的设计和实现

完成了天线双轴稳定平台伺服控制系统的硬件设计和软件实现,控制系统采用多闭环的变参数PID控制方案,实现了平台高精度和高可靠性控制.选取DSP和CPLD共同完成对无刷直流电机的控制,DSP将占空比和电机控制信号送至CPLD,CPLD根据三相霍尔信号,通过逻辑运算输出PWM波控制信号.这种控制方式即提高了运算速度,又大大减轻了DSP的负担.硬件设计主要围绕控制核心DSP展开,包括传感器信号的接入,数据处理,以及通信模块设计.软件设计主要包括伺服控制系统总体的软件设计和控制算法的软件设计.     

开关磁阻电机平面运动控制系统的分析与控制

提出了基于开关磁阻电机原理的平面电机设计方案,构建了平面开关磁阻电机运动控制系统平台.与传统的X-Y工作平台不同,该平面电机无须将两个方向的运动方式进行叠加,而是在两个垂直运动方向上构造直接驱动式运动控制系统.采用三维有限元分析方法对电机的特性进行分析,仿真和实验的结果表明,电机在各相不存在耦合效应,从而每一相可以单独进行控制,简化控制算法.在分析电机特性的基础上,提出了一种双环PID控制方案.双环PID控制方法与传统PID控制方式相比,具有动态误差随频率增高而降低的特点,从而使电机适用于运行在频率变化的输入指令环境下.     

基于HIL仿真试验平台的动车组电机缺相故障研究

牵引控制系统中异步电机定子绕组发生故障,导致定子绕组不对称连接,严重影响动车组(EMU)牵引控制系统的安全稳定运行。针对牵引控制系统中异步电机定子一相绕组缺相故障,考虑端电压约束条件,推导电机一相缺相的数学模型,并基于硬件在环(HIL)仿真试验平台对数学模型进行验证。详细阐述了HIL测试平台的系统框架,设计实现方法,软硬件连接配置。将Xilinx软件下搭建的电机缺相数学模型下载至dSPACE仿真机上运行,与牵引控制单元（TCU）连接,进行HIL仿真,通过检测算法对电机缺相故障作出判断与处理。结果表明该仿真测试平台的有效性,可提供接近真实的测试环境,为牵引控制系统电机缺相故障诊断与算法功能开发提供了理论基础和设计依据。     

基于阻抗角特性的超声电机驱动控制研究

驱动控制对于超声电机的推广和应用十分重要。根据超声波电机的工作特点,该文分析温度变化对超声电机运行状态的影响,开发了一种基于驱动电压和电流相位差的驱动控制器,分析了各个控制部分的作用和设计方法,并进行了比较实验,结果表明这种控制系统能够达到稳定超声电机运行状态的目的。     

无轴承永磁薄片电机控制系统的设计与实现

无轴承薄片电机可实现五自由度悬浮,在超纯净等领域具有应用优势。介绍了转矩绕组1对极、悬浮绕组2对极、集中式绕组的无轴承表贴式永磁薄片电机的数学模型,针对悬浮力和电磁转矩的控制特点,设计了以TMS320F2812为核心的数字控制实验平台,并对其工作原理进行了分析。在此基础上设计了控制系统的软件,并给出了主要子程序的流程图。通过联合调试整个实验平台硬软件系统,实现了转速达到15 000 r/min高速稳定悬浮。     

基于单片机的开关磁阻电机调速系统的研究

介绍了开关磁阻电机调速系统的组成,以MC9S12DG128BV单片机为控制器核心,设计并搭建了开关磁阻电机调速系统实验平台,利用改进的模糊PI控制策略实现转速闭环控制,以使不同负载情况下电机具有良好的调速功能。实验结果显示,该系统具有良好的动态和静态特性,满足设计要求。     

基于CANopen协议的精密光学平台多轴控制的研究

为了实现显微镜三维立体精密光学平台多轴电机的精确、快速控制,利用DSP TMS320LF2407电机控制单元以及内部集成CAN控制器,设计了基于CANopen通信协议的多DSP伺服电机分布式运动控制系统,并给出了设计的系统结构图和软件流程图.该分布式控制系统,实现了对三维立体光学平台的精确、快速联动控制,较好地改善了传统的RS-232,RS-485数据传输距离较短以及通信冲突等问题.测试结果表明,该系统满足工业现场实时控制要求,增强了控制系统的灵活性,并且稳定性好,可靠性高.     

基于LabWindows/CVI的步进电机高精度控制

介绍了一种利用工控机和IPC5375接口卡 ,对步进电机实现高精度定位和速度控制的方案。文中介绍了步进电机、IPC5375接口卡、Labwindows/CVI等硬软件 ,较详细地讨论了步进电机的控制软件设计 ,并对控制系统的机械结构作了说明。因基于虚拟仪器平台Labwindows/CVI,控制方案具有可靠性高、人机友好、调试简单等特点。     

非零速启停的低功耗步进电机控制器研究

为了优化步进电机开环控制性能,对非零速启停的加减速曲线算法及其低功耗硬件逻辑实现进行了研究。针对零速启停的加减速曲线存在控制性能难以充分发挥的问题,提出了一种非零速启停的步进电机线性加减速曲线算法,将加减速过程划分为四种转动模式,可构建任意的线性速度剖面。首先理论推导了四种加减速转动模式的控制脉冲周期;其次结合流水线设计思想优化加减速曲线算法的硬件逻辑模型,在FPGA中设计了步进电机控制器IP核,并采用门控时钟等低功耗IC设计技术实现了IP核的低功耗;最后,搭建了实验平台进行验证。实验结果表明,IP核可以实现四种转动模式的非零速启停控制,实现了高实时、高精度驱动,提升了20%的控制性能,电路面积优化约30%,功耗降低53%,验证了方案的可行性与有效性。     

DSP无刷直流电动机实验平台的电磁兼容设计

详细阐述了基于数字信号处理器的无刷直流电动机数字控制系统实验平台的电磁兼容设计,数字化控制有利于提高无刷直流电动机控制系统的抗干扰能力,增强无刷直流电动机实验平台稳定性和可靠性。     

微型数控铣床开发平台运动控制卡的设计

根据开放式系统的设计理念,开发了微型数控铣床的运动控制卡系统。首先,对运动控制卡的功能及硬件结构进行详细设计;然后,根据功能需求将控制卡分成DSP系统、主轴电动机控制系统、XYZ轴步进控制系统及双端口RAM通讯系统进行详细设计;最后,根据设计原理完成控制卡的PCB图和电路板的设计加工调试工作。该运动控制卡已在微型数控铣床开发平台上实验成功,其设计方法对今后运动控制系统的设计具有较高的参考价值。     

RoboCup小型组控制系统设计和实现

介绍了RoboCup组在进行多智能体的设计和实现研究中使用的硬件平台。重点研究了无速度传感器的微型空心杯直流电机的速度-电流双闭环控制系统,并提出了简单有效的电机控制方案和电机参数测量的方法,对采用电流内环的优缺点进行了对比讨论和分析。最后描述了整个电机控制流程和采用的系统优化。     

基于双电机的变桨同步控制系统设计

文章分析了目前常用双电机同步控制结构的优缺点,结合双电机变桨系统的应用情况,选用主从与交叉耦合相结合的双电机同步控制结构及差速负反馈的控制算法,设计了双电机变桨同步控制系统。基于主从双电机搭建了实验平台,并对主从双电机协同控制性能进行了测试和分析,验证了设计的合理性。目前,该控制系统已应用于风机变桨伺服控制系统,具有较高应用价值。     

基于FPGA和LMD18200的步进电机控制系统

提出了一种控制步进电机的设计方法,结合MCU、FPGA和增量型编码器构成了一个完整的运动控制平台。系统由总线接口单元、闭环控制单元、PWM脉宽调制单元和LMD18200驱动单元组成。实践表明,利用LMD18200驱动逻辑能够使步进电机高效稳定地运行,有效降低了电机运行中的噪声和起动、停止时的振动,使用效果好于大部分常规步进电机驱动方法。