步进电机控制系统建模及运行曲线仿真

为了优化开环情况下步进电机的控制,研究运行曲线和传动刚度对步进电机开环控制系统运动情况的影响.依据步进电机运行原理和系统动力学特性,建立控制系统数学模型.设计一种基于正矢函数,高阶平滑的加减速曲线,并与常见的匀加减速曲线和指数型加减速曲线进行了比较仿真.仿真结果表明正矢型加减速曲线能够更好地抑制运动过程中的冲击,减小终...     

步进电机控制系统建模及加减速曲线优化

为了优化步进电机开环控制系统,对其加减速曲线的控制性能进行了研究。以步进电机运行原理为基础,建立了两相混合式步进电机开环控制系统仿真模型,设计了一种与电机矩频特性更为符合且可以用于实时在线计算的抛物线型加减速曲线算法,并与典型的匀加减速曲线算法、指数型加减速曲线算法进行了仿真比较分析,最后进行了实验验证。仿真和实验结果均表明,在相同的控制周期内,抛物线型加减速曲线的最大无失步转动角度有了显著提高,同时其中间过程的位置跟踪误差和平衡位置处的残余振荡误差也较小。抛物线型加减速曲线具有更快速的动态响应能力,已在某相控阵列天线的单元相位控制中得到了应用。     

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。     

步进电机S曲线精确控制的研究与验证

针对生产中对步进电机运行时间和距离有精确要求的常见工况,设计一套步进电机S曲线控制算法,根据不同的运行要求灵活设定运动过程,设定较少参数即能规划整个运动路径,达到理想的运动效果。设计新型余弦S曲线,搭建MATLAB/Simulink仿真控制模型和硬件测试系统进行仿真和试验验证。结果显示电机实际加减速过程运行平滑,起步稳定振动小,设定参数下可以精确运行,与直接起停相比,运行效果有很大改善。新型余弦S曲线已在全自动号码机项目中得到实际应用。     

基于DSP和CAN总线的步进电机控制系统研究

为了提高步进电机控制系统的动态性能和控制精度,提出基于数字信号处理器TMS320LF2407A的步进电机控制系统设计方法,包括系统硬件、软件及加减速控制算法的设计;并运用CAN总线技术实现了DSP与工控机之间的数据通信。通过实验测试,结果验证了步进电机加减速控制算法的正确性和有效性。     

单片机的步进电机控制系统研究

对单片机控制步进电机系统的控制方式、硬件接口和软件设计进行了研究,分别从位置控制、速度控制和加减速控制三方面进行了详细的分析,并给出了定时器法实现步进电机加减速控制的软件设计思想.     

基于单片机的步进电机控制系统

根据滚子研磨机的工艺要求,开发了该设备的步进电机控制系统。分析了步进电机起动、停止时的加减速曲线特性;采用STC89C52单片机,以S加减速曲线为基础,实现了步进电机的加减速控制和换向控制;实现了步进电机转速的LCD显示、加工时间的数码管动态显示。研究结果完全满足滚子研磨机的加工需求,并对采用单片机开发步进电机控制系统提供了一定的借鉴。     

步进电机加减速控制新方法的研究

通过对步进电机加减速控制方法的深入研究,提出了五段S型曲线的加减速方法,根据设定的位移和时间,计算出S型曲线的参数,根据S型曲线的离散方法,实现PLC控制步进电机完成加减速控制。结果表明:这种加减速算法能够保证速度、加速度的连续,有效抑制失步和过冲现象,避免了机械柔性冲击,延长系统寿命。     

基于CPLD数控机床的加减速控制

在双轴二维硬件直线插补算法的基础上,提出了不同于常用的双轴二维电机同时加减速的控制方法,采用CPLD作为硬件设计并实现了双轴加减速控制器.经过环形分配器及放大电路控制二维(X向,Y向)步进电机,实现机床高速加工起动和停止时速度的稳步过渡.仿真结果显示控制效果良好,验证了该控制算法的有效性.     

基于单片机控制的步进电机高低压驱动系统设计

基于Motorola单片机设计了一种步进电机高低压驱动系统。该驱动系统采用电流检测反馈控制方法解决了步进电机的发热问题,采用整步变速方法,提高了步进电机的变速性能。实验表明,该驱动系统具有电路简单,工作可靠性和自动化水平都高等优点。详细介绍了所设计驱动系统的驱动电路、硬件与软件组成,并对该系统进行了实验研究,给出了相应的实验结果。     

单片机控制的直流调速系统

本文设计的数字化直流调速系统是用直流电动机作为被控对象,由8031单片机作控制器来实现的。特点是用单片机取代模拟触发器、电流调节器、速度调节器及逻辑切换等硬件设备。本设计进行了硬件设计和软件编程、以及计算机仿真。     

步进电机自适应细分多轴运动控制系统设计

在分析步进电机数学模型和细分原理基础上,对自适应控制技术在步进电机中的应用进行了研究,设计了以PIC16F877单片机和L6219驱动芯片为核心的控制与驱动单元,采用自适应细分控制算法的多轴运动控制系统,解决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。给出了控制系统的主要硬件电路以及软件设计方案和相应的流程图,最后在实际控制步进电机运行的基础上给出了步进电机运行时的细分控制电流的波形和电机绕组电流的波形。实验表明电流波形合理,步进电机宽广运行平滑且噪音低,性能良好。     

基于可编程芯片的步进电动机控制系统设计

介绍了一种由8751单片机控制的步进电动机系统实例,给出了系统硬件设计及软件设计。采用8253及8255A芯片构成的硬件系统,使系统的性能得到优化；在软件设计中给出了主要控制程序,达到对步进电机转速和转向的控制。该研究有一定实用价值。     

基于DSP的无刷直流电机控制系统研究

本文以提高无刷直流电机的控制性能为目的,设计了以数字信号处理器（DSP)TMS320F2812为核心的电机控制系统。为了能够对控制系统进行合理的设计,先对无刷直流电机控制原理进行了分析,在此基础上设计了针对无刷直流电机的双闭环控制系统,并从硬件和软件两个方面完成了系统的设计。结合MATLAB对控制系统进行建模仿真实验,然后分析了空载和带载情况下仿真波形的变化,验证了此调速控制系统具有启动稳定迅速、调速性能好以及控制精度高等优点,具有很高的实用价值。     

数字化有限转角力矩电机控制技术

本文提出了某燃油阀门的有限转角数字化控制系统设计方案。从控制的角度详细阐述了有限转角力矩电机电流、速度、位置三闭环控制系统设计,详细介绍了控制系统的硬件设计、控制环路设计以及软件时序设计。对其进行仿真计算,同时对样机产品进行了阶跃、扫频、跟随等性能测试,试验结果表明该数字化控制系统具有重要的实用价值。     

高精度恒压计量泵控制系统的设计

针对传统计量泵在压力调节、流量控制方面存在精度低、稳定性差等问题,设计了一种基于嵌入式系统的高精度恒压恒速计量泵控制系统。该系统以ARM处理器为开发平台,采用模块化的设计思想,硬件部分设计了数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、控制模块以及通讯模块等。通过单片机STM32的定时器输出PWM波实现对步进电机的精密控制,利用光电编码器以及压力变送器采集电机的转速和计量泵出口压力值,求出计量泵出口压力值与理论值的差值,采用模糊PID算法将压力差值转换为控制脉冲信号,实现对恒压恒速输出过程的实时调节。实际试验结果表明,设计的计量泵控制系统具有控制精度高、稳定性好等优点,具有广泛的应用价值。     

电动自行车用无刷直流电机控制系统设计

根据以无刷直流电机为驱动电机的电动自行车工作原理,设计了一种以ATmega16单片机为控制核心的电动自行车用无刷直流电机控制系统,给出了系统详细的硬件电路和软件设计方法。在MATLAB/Simulink环境下仿真得出适当的速度环与电流环调节器参数值。与传统的专用模拟控制器相比,具有更大的灵活性、可靠性,容易实现附加功能和全数字化控制。     

PLC在交流电机速度闭环控制中的应用

研究了基于PLC控制的交流电机速度模糊闭环控制系统。构建了基于PLC的控制系统软硬件结构,并对模糊控制器的模糊变量、控制规则等进行了设计。最后通过数字仿真测试验证了所设计的模糊控制闭环系统能够有效控制电机的速度,性能良好。     

基于DSP控制的永磁同步电机变频调速系统的设计

分析了永磁同步电机系统的研究现状,设计了一种以TMS320F2407为控制核心的变频调速系统。首先对系统的硬件及软件结构进行介绍,接下来分析了永磁同步电机磁场定向矢量控制的工作原理及控制方法,并对永磁同步电机伺服系统进行了数学建模。在此基础上设计了PI控制器,将该控制器用于永磁同步电机变频调速系统。最后用 MATLAB仿真工具进行了仿真,仿真结果表明：对于具有非线性、耦合性强及参数漂移较大等特点的永磁同步电机来说,系统既可适应对象参数的变化,又能很好的消除稳态误差,获得了较高的控制精度。     

基于FPGA和DDS技术的步进电动机速度控制器

介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）和直接数字频率综合（DDS）技术的步进电动机速度控制器纯硬件设计方法，完全独立于主机运行。应用DDS技术可实现相位连续的快速频率切换。FPGA设计硬件结构具有可重构性，详细介绍了各子电路的设计原理，行给出了仿真结果。