基于FPGA的步进电机SPWM细分驱动系统的设计

系统采用FPGA设计了步进电机正弦脉宽调制细分驱动电路,提高了步进电机的步进分辨率,并设计了功率驱动电路,对细分电路输出信号进行了隔离和功率放大,以确保电机能够稳定可靠地运行。经过对二相混合式步进电机测试表明,步进电机运行平稳,定位精度较高,改善了步进电机的运行性能,适用于要求较高的实时控制系统。     

机器人步进电机的最优机械控制数据建模与仿真

步进电机的控制精度会对电机位移和数字脉冲产生影响,为了提高步进电机最优机械控制数据的准确性,确保步进电机最优机械控制效果,提出机器人步进电机的最优机械控制数据建模与仿真方法。该方法优先分析了机器人步进电机的内部结构、工作原理,并利用数学模型推导出传递函数,以此达到简化步进电机的目的。基于分析结果建立控制模型,实现最优控制机器人步进电机,并依据仿真分析结果验证最终控制效果。实验结果表明,所提方法的机器人步进电机最优机械控制效果较好,能够有效提高机器人步进电机最优机械控制精度。     

新型多轴控制系统在特种缝纫机中的应用

特种缝纫机由于步进电机多,存在线束多且易插错,机箱笨重,装配复杂的问题,本文通过集成驱动型步进电机以及总线型运动控制的研究来改善这些问题;比较了集成驱动型步进电机与传统步进电机驱动方案;给出了集成驱动型步进电机的软硬件设计;根据集成驱动型步进电机的特点设计了总线型多轴系统运动控制.     

基于单片机控制的步进电机设计

与其他类型的电机相比,步进电机具有更加明显的优势,步进电机中的定角转动控制利用电脉冲信号控制相绕组电流,因此实现了更精确的开环控制,同时还能够实现无积累误差,这使步进电机成为了目前常用的一种机电元件,而使用单片机控制的步进电机系统控制性能更加优良。现以步进电机的基本概念为切入点,在分析步进电机控制系统的基础上进行步进电机的单片机控制的设计,旨在为教学及实践提供切实可行的理论参考。     

基于FPGA的步进电机控制设计

在研究步进电机驱动原理的基础上,介绍基于FPGA的步进电机控制器的设计,提出了一种采用FPGA芯片实现步进电机恒转矩驱动的方法,实现步进电机控制,并利用QuartusⅡ进行仿真并给出仿真结果。利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块（EAB）构成LPM_ROM来存储步进电机各相细分电流的数据,并把斩波控制电路集成到FPGA内部,从而提高了系统的集成度和稳定性。采用VHDL语言控制可以根据步进电机的不同,改变模块程序的参数就可以实现不同型号步进电机的控制,有利于步进电机的广泛应用。     

基于PLC步进电机位置闭环控制研发与应用

在PLC高速脉冲输出功能控制步进电机的基础上,分析了步进电机的控制特点,利用光栅尺作为步进电机的位置检测装置及反馈装置,通过PLC程序算法实现对步进电机位置的闭环控制。     

基于TA8435H驱动的步进电机的单片机控制

步进电机作为一种特种电机,广泛应用于各种机电控制设备中。基于专用驱动芯片TA8435H,现研制了二相步进电机的单片机控制电路,电路中可以实现步进电机正反方向、不同速度的转动,也可实现步进电机不同细分的控制,并给出了硬件电路及程序代码。该控制电路对了解和掌握步进电机的运行与控制有较大的帮助。     

基于微控制器的汽车空调步进电机控制系统设计与实现

随着汽车空调的应用越来越普及,步进电机控制系统在通风阀中的控制技术至关重要,针对步进电机低频振荡、输出力矩不高、定位精度低等缺点,基于微控制器采用细分控制驱动来改善这些缺点。在详细论述了细分驱动设计原理的基础上,设计了步进电机的控制电路框图及模块内部设计原理图,实现了步进电机整步运行、4细分和32细分三种状态。测量了步进电机相电压、相电流实验波形,分析了电机运行效果,结果表明,细分驱动能够提高步进电机控制精度、输出力矩及改善低频振荡问题。     

具有止动点的步进电机控制设计

通常对步进电机的驱动控制是采用开环控制的,但是当步进电机工作在具有运行的止动点时,步进电机就需要根据当前的状态自动调节自身的运行速度。为了实现对具有止动点步进电机的自动控制,采用了一种通过角度反馈实现步进电机控制的方法,可以使步进电机自动寻找最小最大止动点,并且可以在运行接近止动点时实现缓慢可靠的停止。     

基于单片机的步进电机控制系统探究

近几年,随着步进电机控制技术的发展,我国步进电机的控制技术取得了长足的发展,其应用范围也逐渐扩大。首先讨论了步进电机的基本组成、工作原理和应用价值,并分析了步进电机的单片机控制系统的设计要点,并讨论了其单片机的实现方法。     

浮环轴承环速比的试验研究

在浮环转子轴承系统静、动力学分析中,环速比是影响功耗、温升及转子轴承系统的稳定性和可靠性的重要指标。以水作为润滑介质,在工作转速1 000~10 000 r/min,载荷为45、75 N工况下,实验测量浮环轴承浮环的转速和环速比,并研究浮环转速和环速比随主轴转速的变化趋势。实验结果表明:浮环轴承能有效减小轴颈与轴瓦之间的相对速度,环速比与工作转速之间呈非线性关系;在重载工况下环速比随着主轴转速的升高快速下降,有进一步优化设计的需要,以维持环速比稳定,而在轻载工况下环速比随着主轴转速的升高而上升,说明浮环轴承更适合于高速轻载的场合。     

高速层绕系统的速度跟踪控制

针对焊丝高速层绕时放线线速度失配收线线速度,导致张力波动过大的问题,提出一种前馈-串级的速度跟踪PID控制方法.通过分析层绕机的机械结构,得到浮动辊的速度与张力波动的关系,进而总结出张力控制的实质是速度跟踪控制问题的结论.这种前馈-串级的速度跟踪控制方法,是通过控制浮动辊的位置间接地对张力进行控制,同时闭环控制放线电机的转速,实现放线线速度快速跟踪收线线速度.线速度测量采用了基于速度预估的M法.实验表明在放线电机高速转动,收线线速度有较大阶跃变化时,放线线速度能够快速跟踪收线线速度,调节时间不超过0.32 s,对张力有很好的控制效果.     

基于位移信号的磁悬浮飞轮转速估计

针对测速传感器故障情况下磁悬浮飞轮不平衡振动抑制所需的高精度的转速信息的提取,提出了一种通过预先提取转子位移信号和转速信号构建BP神经网络模型,从而通过位移信号实时估计转速的方法;通过MATLAB/Simulink构建了磁悬浮飞轮系统模型,以仿真得到的位移和转速数据训练出一个神经网络模块,以此实时估计转速,得到恒速和变速两种情形下的转速估计结果,并与测速传感器获得的转速进行比较。仿真和实验结果证明,该转速估计方法在恒速和变速时均估计效果良好,实验估计误差不超过20 r/min。     

一种新型的电梯限速器

电梯限速器是一种限制电梯轿厢移动速度的装置。当轿厢超速运行达到限速器的限定速度时,限速器立即停止运转,带动钢丝绳借助安全钳联动机构使电梯制停,从而充分保证电梯上乘客与货物的安全。针对机械式限速器存在的不足,文中介绍了一种新型的电梯限速器。该限速器通过光电编码器来检测限速器轮盘的转速,结合轮盘的节圆直径算出轿厢移动的速度。采用AT89S52单片机来接收编码器的脉冲信号并计算轿厢的移动速度,根据采集速度的大小控制一只电磁伸缩杆来触发限速器的机械限速机构。文中分析了新型限速器的工作原理,给出了机械结构简图,设计了详细的测控系统原理图,最后制作了限速器样机。实验室试用结果表明：该新型限速器机械结构简单,限速动作迅速,速度测量精度高,精度保持性好,具有一定的推广使用价值。     

变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达系统恒转速控制方法研究

以变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统为研究对象,提出变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法。建立恒流状态下系统恒转速控制的数学模型,分析系统的相乘非线性特征与变量马达斜盘摆角基准值的计算方法,采用稳态控制量叠加基于小信号线性化补偿控制量的控制方法。通过定量泵-变量马达系统的开环辨识,得到系统参数。对系统进行仿真与试验研究,得到在恒流状态下变量马达斜盘阀控缸的响应速度、马达斜盘摆角和定量泵转速对系统控制特性的影响规律,验证变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法的有效性。为拓展定量泵-变量马达容积调速系统应用领域奠定了理论基础。     

一种新型自稳速机构的概念设计与仿真

提出了一种新型自稳速机构,以用于风力发电机的恒频输出。从运动学原理的角度对传统反馈调节稳速机构与新型自稳速机构进行了对比分析。利用Simulink建立了具有不同稳速机构的风电系统模型,以FAST仿真获得的风轮时变转速为模型输入,在相同输入条件下对两种稳速机构的输出转速进行了比较。仿真结果表明:新型自稳速机构的稳速效果优于传动反馈调节稳速机构。     

大间隙环流中轴承支承的单质量转子系统特征值分析

建立了大间隙环流中动压滑动轴承支承的单质量转子系统运动方程和特征方程，分析了系统参数对特征值的影响。结果表明，动压滑动轴承特性系数（如刚度和阻尼系数）、大间隙环流特性参数（如流体动力质量、壁面摩擦因数和无量纲间隙比）以及单质量转子系统参数（如系统固有频率）对系统特征值有不同程度的影响。结果表明：随着表征轴承刚度特性的ω1的增大，失稳转速增加，最终γ趋近于2，即相当于Jeffcott转子系统，同时临界转速也随之提高；随着表征轴承阻尼特性ζ的增大，失稳转速不变，临界转速提高；随着表征大间隙环流特性的流体动力质量α的增大，失稳转速不变，临界转速下降；随着表征大间隙环流特性的壁面摩擦因数和无量纲间隙比值β的增大，失稳转速和临界转速均不发生变化：随着表征单质量转子特性的固有频率ω0的增大．失稳转速下降．临界转速降低．     

基于速度控制方式的电梯变频控制策略研究

针对传统的以时间为原则的电梯速度控制方式存在的低效率和低舒适性问题,采用了以相对距离为原则的速度控制方式对电梯速度进行变频控制。在电梯变频控制策略研究中,选用抛物线—直线形理想速度曲线为标准曲线,对不同距离所需采用的速度曲线进行了理论设计,以获得高效率和高舒适性的速度曲线;在硬件设计中,通过微机,并采用了串行通讯的方式和电梯主控制器以及电梯变频器进行通讯;在软件设计中,对抛物线理想速度曲线的速度值进行了分段分表保存,然后在运行中通过查表的方式实时获得准确速度值,并对电梯进行了速度控制。研究结果表明,和传统的以时间为原则的速度控制方式相比,采用这种以相对距离为原则的速度控制方式明显减少了电梯的爬行距离,提高了电梯的高效性和舒适性。     

高功率液压驱动系统测速方法的改进

高功率液压驱动系统测速部分一般采用测速发电机测量转速,但这种方法故障率高,严重影响液压系统的安全稳定运行。本文给出了一种齿轮测速的方法,将转速信号转化为脉冲频率信号进行测量和显示。结果表明,改进后的测速系统精度可以满足要求,故障率大大降低。     

数控车床样机定位精度及动态性能检测试验研究

应用激光干涉仪对数控车床样机的X轴和Z轴定位精度、实际进给速度和加速度进行动态测试,获得不同进给速度下的测试曲线,给出各轴的定位精度和最大加速度值。通过实验分析,建立理论进给速度与实际进给速度和加速度间的关系,得到实测速度与理论速度间的误差最小区段。