步进驱动系统大振荡机理与轨迹优化控制

为了解决步进驱动系统运动控制中的振荡、 丢步和失调等问题, 改善步进驱动系统的控制性能, 优化步进驱动系统的控制, 通过研究步进驱动系统的微步驱动控制过程, 建立了步进驱动系统的微步驱动数学模型, 提出了步进驱动系统的仿真建模方法, 通过仿真模型的数值模拟分析了大振荡、丢步及失调问题的产生原因并 建立了大振荡及丢步的机理模型, 在此基础上进一步提出了基于稳态截止频率的速度轨迹优化控制方法. 最后, 通过一个实例进行了实验验证. 结果表明: 该建模方法能够准确地描述步进驱动系统的特性, 速度轨迹优化控制方法能够有效地消除摆臂系统的大振荡、 丢步、失调等严重问题, 显著提高了摆臂系统运动平稳性及精密定位能力.     

虚拟仪器技术在步进电机控制中的应用

在紫外辐射测试系统中,为提高系统的集成度,更好的控制单色仪的步进电机,提高波长测量的精度,利用虚拟仪器技术设计步进电机的驱动控制,以实现对步进电机的良好控制.本文通过分析步进电机驱动控制的各功能部分,完成步进电机的驱动控制器综合设计,设计提高了系统的自动化程度,集成化的LabVIEW平台,使得系统具有较强的数据处理能力,并且可根据系统的要求改变步进电机的控制参数,提高了步进电机控制的适用性.     

基于FPGA的集成式步进电机驱动器的研究

提出了一种基于FPGA的新型集成式步进电机驱动系统实现方案,该方案采用模糊自组织PID调节方法实现对步进电机驱动系统的闭环控制,提高了系统的自适应能力.利用FPGA上嵌入的微处理器PicoBlaze将步进电机驱动系统的控制器和驱动器集成在一片FPGA芯片上,实现了可编程片上系统设计,极大地提高了控制性能.     

软硬件协同设计的步进电机细分技术的研究

本文以满足两相混合式步进电机的运行特性为出发点,设计了驱动控制系统的硬件和软件控制系统。驱动控制系统主要分为控制部分、驱动器部分、系统供电电源模块等。以单片机STC89C51为微处理器控制核心,实现对步进电机的运转方向和速度快慢的执行控制。驱动硬件电路核心部分采用高精度细分驱动芯片THB6128实现对步进电机的精细驱动,测试结果较理想。实际应用的结果表明,该系统稳定可靠,应用简单可行。     

利用AT89S52单片机控制步进电机

本文主要介绍了步进电机的工作原理与应用,讨论了由AT89S52单片机和驱动芯片L298N构成了一套二相四线步进电机的驱动系统的方法。重点给出了硬件连接示意图。以此说明驱动步进电机最基本的应用方法。     

基于THB6064H和单片机的步进电机控制系统设计

介绍由美国ATMEL公司的单片机AT89C2051和东芝公司的的步进电机驱动芯片THB6064H构成的步进电机的控制系统。这种控制方法成本低、容易实现、性能稳定,是步进电机驱动系统的一种较好选择。     

步进电机宽调速多细分控制系统研究

针对步进电机的低速振荡和高速电流畸变现象,研究了步进电机驱动方式,提出了细分驱动和上下桥同时斩波的方法,设计了步进电机驱动系统。系统基于CPLD,结合了D/A转换器和单相全桥变换电路,主要分为控制电路、功率驱动电路、保护电路等,实现了宽调速多细分控制。最后,分别测试了整步和细分时步进电机的低速牵出转矩特性,以及不同斩波方式下的高速电流波形,通过实验结果的对比,验证了分析结果。     

基于单片机的步进电机细分驱动系统的研究

步进电机通过细分驱动系统来减小步距角,从而增加电机运行的平稳性,尽量减小或者消除步进电机低频振荡,降低噪声,显著改善其动态性能,增加控制的灵活性等,从而满足某些高精密定位、精密加工等方面的要求.本文主要探讨单片机在步进电机细分驱动系统中的应用.     

基于L297/L298芯片步进电机的单片机控制

在分析了步进电机驱动芯片L297/L298的性能、结构的基础上,结合AT89C52单片机,介绍实现驱动步进电机的一种简单方法.文中给出了控制原理图。实测表明,利用该方法设计的步进电机驱动系统具有硬件结构简单、软件编程容易和价格低廉的特点。     

基于单片机控制步进电机恒变速系统的设计

各种步进电机专用开发系统,适用于数控机床及某些特定条件及系统。本文通过单片机为开发平台,对步进电机进行控制,主要介绍步进电机控制器、驱动电路和LED显示电路的设计,其中在步进电机控制器的设计中,重点阐述脉冲产生电路以及对速度的控制,实现对步进电机速度精确控制的开发系统。     

双焊枪自动焊接机数控系统设计

针对散热器多T型管相贯线的连续焊接问题,提出了一种基于PC机和6K运动控制器的双焊枪自动焊接机数控系统。采用"PC+多轴控制器"的上下位机控制结构,上位机采用VisualBasic编制控制程序,实现系统的管理、控制功能。下位机采用6K4控制器独有的6000运动语言开发底层的伺服驱动程序,并可由上位机通过以太网接口调用。整个系统能够完成各轴状态实时显示、故障自动诊断、焊接路径规划、焊接参数调节等任务。     

Integrated modeling and analysis of dynamics for electric vehicle powertrains

Powertrain of an electric vehicle (EV) is a compound system with an electrical sub-system, such as batteries, inverters, and electrical motors, as well as a mechanical sub-system, including transmissions, differential, and wheels. Since the electrical systems directly affect the vehicle driving performance and dynamics of an EV, integrated modeling considering both the mechanical and electrical systems is essential to assess ultimate kinetic and dynamic characteristics of an EV in terms of input electrical quantities. In this paper, an entire analytic model for the powertrain of EVs is developed to describe EV dynamics with respect to electrical signals, in consideration of both mechanical and electrical systems. Theoretical models based on mathematical expressions, combining the mechanical power system and the electrical power systems, are derived for predicting the final vehicle driving performance as a function of electrical quantities. In addition, a Matlab model of an EV is developed to verify the derived mathematical analysis model. Based on the theoretical model of the powertrain, a variety of relationships between electrical quantities and vehicle dynamics, such as velocity, acceleration, and forces of the EVs, are finally investigated and analyzed.     

6SE70矢量控制变频器在高炉上料主卷扬系统中的应用

本文介绍高炉上料主卷扬机（包括机械和电气系统）的构成,着重描述了卷扬机传动变频器的选型和应用参数设置。高炉上料主卷扬电气系统将西门子PLC系统与基于6ES70矢量控制变频器的电气传动系统紧密结合在一起,实现对高炉上料主卷扬机的加料过程控制,提高了卷扬上料系统的稳定性,降低了故障率。该系统已成为高炉实现稳产和高产的装备基础。     

华中数控宏程序的应用和推广

数控宏程序在数控加工编程中有着突出的优势,但由于现代CAD／CAM软件的发展,人们更加依赖于自动编程,数控宏程序并没有得到广泛的应用。华中数控系统是我国大力推广的数控系统之一,应用和推广华中数控宏程序有着深远的意义。阐述了应用和学习数控宏程序编程的重要意义。     

基于多核ARM的数控系统实时性研究

随着数控系统的不断发展,数控系统对精度和速度有了更高的要求,这都对当前普遍采用的单核处理器平台提出了严峻的挑战.基于同构的四核ARM处理器平台,在添加了实时补丁的Linux系统环境下,根据数控系统中硬实时任务、软实时任务、非实时任务并存的特点,把数控系统任务合理的分配到多核ARM上运行,并采用改进的RM算法进行调度,最后对新的任务调度算法进行实时性能测试.本调度模型能够解决了数控系统混合任务调度的问题,并能满足数控系统对实时性的要求.     

数控机床的控制系统发展概况

针对现代数控机床CNC系统发展的特点，我国数控系统发展的概况。以及我国“九五”期间发展数控系统的方针进行了综述与评论。     

基于COM标准的可重构数控系统研究

提出了采用软件复用技术解决数控系统的开放性和可靠性问题,应用COM标准研制数控软构件,以构建可重构式数控系统,结合COM组件的特性,对数控软构件的实现原理及方法作了阐述,给出了可重构数控系统的开发流程和特点,原型系统的开发完成表明该方法是有效的,该方法在数控机床及控制领域具有较好的应用前景。     

FPGA implementation of higher degree polynomial acceleration profiles for peak jerk reduction in servomotors

Acceleration profile generation for jerk limitation is a major issue in automated industrial applications like computer numerical control (CNC) machinery and robotics. The automation machinery dynamics should be kept as smooth as possible with suitable controllers where trajectory precision ensures quality while smoothness decreases machinery stress. During the operation of commercially available CNC and robotics controllers, small discontinuities on the dynamics are generated due to the controller position profiler which is generally based on a trapezoidal velocity profile. These discontinuities can produce undesirable high-frequency harmonics on the position reference which consequentially can excite the natural frequencies of the mechanical structure and servomotors. Previous works have developed jerk limited trajectories with higher degree polynomial-based profiles, but lack one or both of computer efficiency for on-line operation and low-cost hardware implementation. The present work shows a low cost, computationally efficient, on-line hardware implementation of a high-degree polynomial-based profile generator with limited jerk dynamics for CNC machines and robotics applications to improve the machining process. The novelty of the paper is the development of a multiplier-free recursive algorithm for computationally efficient polynomial evaluation in profile generation and a low-cost implementation of the digital structure in field programmable gate array (FPGA). Two experimental setups were prepared in order to test the polynomial profile generator: the first one with the servomotor at no load and the second one for the servomotor driving a CNC milling machine axis. From experimental results it is shown that higher degree polynomial profiles, compared to the standard trapezoidal speed profile improve the system dynamics by reducing peak jerk in more than one order of magnitude while precision is maintained the same and on-line operation is guaranteed.     

基于Linux平台的数控虚拟机系统

概述了开放式数控系统，尤其是开放式软数控的发展现状与特点；分析和构建了基于数控虚拟机的开放式数控系统的体系结构，介绍了此系统中的软／硬件结构；在对具有代表性的操作系统进行了研究与比较之后，选择了Linux作为此系统的软件开发平台；最后根据Linux内核的结构特点，重新划分了传统用户模式下运行的数控软件体系，建立了包含实时控制层和数控应用层的双层模型，就其中的关键性技术问题进行了探讨和分析，明晰了该虚拟机在Linux下的具体实现方法。