FPGA的多通道步进电机控制系统设计

提出基于FPGA的多通道步进电机控制系统。首先，改进步进电机梯形加减速算法，降低其计算过程的复杂度；其次，对改进的算法在FPGA硬件平台上移植；最后，使用上位机的可视化操作界面与FPGA控制端共同搭建一套灵活的控制系统，使得参数可在上位机端实时更新配置。实验结果表明，该控制系统能够对电机启停频率进行精确控制，各阶段频率误差在2%以内，且不会出现失步与过冲现象。     

基于STM32的步进电机速度控制方法研究与实现

在机器人电机控制过程中,发现带载情况下如果电机起步速度过快会导致电机堵转问题,很需要一种可以实现电机匀加速的精确控制方法。本文借助于STM32F103,通过其I/O口输出矩形波脉冲序列的方式控制步进电机驱动器或伺服驱动器,从而实现对步进电机的位置和速度控制。通过修改定时器值实现梯形加减速轨迹,使步进电机运行具有较好加减速性能。另外,由于STM32F103芯片具有多路定时器,可以通过配置多路定时器输出多路不同频率的脉冲信号,实现对机器人多轴(多个电机)的控制。该方法对于机器人嵌入式步进电机控制器的开发具有很好的参考价值。     

基于PID的自动台球机安全运球控制系统的设计

为解决打台球收球、摆球的繁琐性,提高台球机娱乐性能,设计一种可以自动实现台球摆送台球的装置,为实现台球可以安全准确地将台球运至摆球位置,以STM32F407作为系统控制核心,以MC442两相数字式步进驱动器作为步进电机驱动器,驱动装置运行,并使用PID算法控制步进电机实现加减速缩短运球时间,并增添蜂鸣器作为安全预警器,通过调整PWM控制步进电机进行点动,并伴随预警器提醒人们避让保持运行轨迹的畅通,在位置关键点设置接近开关解决步进电机失步的问题保证运球的精确度.     

步进电机在光电跟踪照射系统中的优化控制

通过对步进电机加减速曲线的理论分析和相关实验研究,利用高低速的时钟切换提高控制精度,采用定时步进法,定时器变频中断来实现步进电机不失步升降速,提出一种基于微控制器的简化后的指数型加减速曲线控制方法。该方案既可以提高加减速快速性,又可以保证系统的定位精度,并在光电跟踪照射系统中表现出了良好的性能。系统具有体积小、成本低、控制灵活的特点。     

基于MSP430的直线导轨定位装置的设计与实现

直线导轨是数控技术的重要组成部件,它的精确程度非常重要;以MSP430单片机为核心,设计了一个直线导轨精确定位装置;此装置采用两相四线的ST57型步进电机和60CM的螺纹丝杆组成一个直线导轨组,选用M7128驱动器驱动步进电机,使用PWM波精确定位算法程序精确控制电机转速;MSP430的IO端口控制步进电机的正反转,使得步进电机带动螺纹丝杆转动,让滚动丝杠上的物体往复移动,并在电脑上显示当前位移值;试验证明,其定位精度为0.01 cm,具有较高的可靠性和准确性,低成本,稳定性好。     

基于PSD的步进电机控制系统

弹道靶道空间基准标定装置由多台步进电机驱动,在控制软件的管理下将标定装置的中心轴调节到光轴中心位置.在虚拟仪器软件LabVIEW环境下,用图形化编程语言实现采集位置敏感探测器(PSD)反馈的模拟信号并通过A/D采集卡进行A/D转换.根据以数组形式得到的信号通过串口通信,使上位机软件对PSD反馈的光斑位置信号进行实时监控并控制步进电机的旋转,实现光斑逼近到标定装置的中心轴.基于PSD的步进电机控制系统具有良好的稳定性和准确性,已应用在弹道靶道空间基准标定装置中.标定结果表明:在该控制系统下的坐标标定误差小于1 mm.     

基于模糊PID的步进电机速度控制

随着技术的进步与科技的发展,步进电机广泛的运用于工业生产,对步进电机的速度控制和位置控制也愈加严格。仔细分析S型曲线控制,将S型运动曲线分为加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、和减减速段。为了优化步进电机开环控制系统,通过对步进电机的速度控制的研究,运用PID控制和模糊PID控制两种控制方法对步进电机速度进行控制,对二者的控制效果分别讨论,选择更优的控制方法,使步进电机速度曲线实现S型曲线,提高步进电机的精确性和可靠性。     

危化品仓库障碍物扫描定位和还原算法的研究

随着现代物流业的发展,仓储安全越来越受到人们的重视,危化品仓库的仓储安全尤为重要。危化品仓库中障碍物的扫描、定位、还原过程,用于显示障碍物的位置、大小和形状等准确的数字化信息。根据这些信息,管理员可对仓库内部情况作出准确的判断,并采取恰当的措施,有效预防危化品仓库安全事故的发生。为了对危化品仓库的障碍物进行扫描、定位和还原形状尺寸,对激光扫描装置测得的数据进行了数据拟合。首先,利用激光扫描装置对无障碍物进行扫描,得到扫描数据并拟合建立正常状态。然后,对长方体障碍物的情况进行扫描,对得到的异常点进行数据拟合。最后,对圆柱体障碍物进行扫描,对收集到的异常点进行数据拟合。试验结果表明,采用该算法得到的长度最大误差值小于0.05m,能较好地实现图像还原,满足危化品仓库监控需求。该算法经济实用,具有很好的应用前景。     

基于步进电机的工程车倾动装置模糊控制系统

在针对工程车上对倾动装置的高精度易操作的要求,开发出了一种基于两相混合式步进电机的高精度自调整模糊控制系统.为提高系统的定位精度,设计出了一种基于D/A转换器、集成脉宽调制控制芯片SG3525和GAL20V8等器件的步进电机斩波恒流细分驱动系统.并将模糊推理机制和常规PID控制结合起来,优化了驱动系统的控制参数及控制性能.为改善电机转动的平稳性,采用了抛物线升降频法对电机速度进行调节.整个系统定位精确,性能稳定,安全可靠.     

CNG储气井检测中的水位自适应控制系统

根据CNG储气井超声波检测的需要,设计了基于水位检测的传感器自适应控制系统;系统主要由计算机、PLC、步进电机和超声波水位检测探头构成;通过井口加水的方式使井内水位逐渐上升,采用数字PID作为控制算法,超声波检测信号反馈的水位为输入变量,通过计算机和PLC调节步进电机转速来控制装置的上升速度,使传感器相对于水面的位置恒定,从而保证了检测有效安全的进行;数字PID算法采用C++语言编程,MATLAB仿真实验证明采用该算法进行控制是正确有效的。     

三维空间RFID定位系统方法及其应用研究

为了提高室内定位系统的性能, 提出了一种三维空间内利用RFID技术定位目标物体的算法。算法通过接收信号强度获得天线和目标标签之间的距离, 然后采用梯度下降法计算得到目标电子标签的位置。仓库定位网络实验结果显示, 所建立的算法可以逐步逼近目标标签的真实位置, 有效提高了三维空间内目标的定位精度, 在仓库管理等室内定位系统中具有较强的实用性。     

距离误差加权与多通信半径的蝙蝠优化定位算法

传统DV-Hop定位算法存在明显的定位误差,改进的粒子群优化算法由于易陷入局部最优、局部收敛过慢等问题无法满足节点的定位精度要求.针对于此,通过设置跳数阈值优选锚节点以排除异常锚节点对定位精度的干扰;引入多通信半径广播方法修正最小跳数;采用距离误差和跳数归一化思想修正平均跳距;通过利用立方映射均匀化初始蝙蝠种群,引入Levy飞行特征加强算法跳出局部最优能力,使用Powell局部搜索加快算法收敛等三方面改进蝙蝠算法,并利用改进的蝙蝠算法定位未知节点.仿真结果表明,相比传统DV-Hop、BIDV-Hop、GAPSODV-Hop等3种算法,本文改进的定位算法有效降低了定位误差,提高了定位精度.     

基于灰度跳变的车牌定位算法及其实现

研究车牌识别定位算法问题。传统的车牌设识别定位算法的识别精确度难以满足现实在交通管理和流量监测中的应用,存在车牌图像定位的精度的不高等问题。为解决上述问题,在对车辆图像预处理基础上,提出了一种基于图像灰度跳变特性的车辆牌照定位算法。主要给出了粗定位和细定位两种定位算法,并用VC++设计实现定位算法。通过实验对实际交通中多幅车牌图像进行处理,对不同的车牌图像进行定位。实验结果表明,新算法能够对车牌图像进行高精度定位,并且具有较强的鲁棒性,为车牌字符的识别与分割奠定了一定的基础。     

基于井下异构无线传感器网络DV-Hop定位算法的改进

为了满足矿井安全生产和监测需要,针对井下巷道特殊环境和异构无线传感器网络特点而提出一种改进DV-Hop定位精度的解决方案。该方案考虑了井下节点分布不均匀和平均跳距之间的偏差度对定位精度的影响,在选取跳数和平均跳距的过程中均引入了一个筛选因子,从而得到更加精确的平均跳数和平均跳距,以达到提高定位精度目的。仿真结果表明:该方案能有效提高DV-Hop算法定位精度,更加适合井下弯曲复杂场景的定位。     

基于LoRa技术融合RSSI和TOA的户外定位方法

LoRa（Long Range）定位为当今户外定位提供了一种低成本、低功耗的解决方案。为了提高定位的准确性,提出一种基于LoRa技术融合接收信号强度指示 (RSSI) 和信号到达时间 (TOA)的户外定位方法。通过TOA筛选有效的RSSI信息和计算RSSI的统计平均值,基于预先测量样本的方式,构建了一种类高斯分布的每个定位基站对应测距模型,获取待定位设备距离基站的距离和定位基站的位置坐标映射后,通过加权质心定位算法,得到待定位设备的位置坐标。搭建基于SX1280的验证平台,对该方法进行验证。理论分析和实验结果表明,融合RSSI和TOA的定位方法能够有效筛选数据,对比改进前的定位方法定位误差减小了20%,稳定性较高。所提出的LoRa定位算法计算覆盖范围较广,理论上可以覆盖到超过1 km的范围,实验场地最长半径达到了500 m,算法复杂度较小,实时性较好,易于实现,可用于室外定位。     

基于多传感器信息融合的果蔬仓库监测算法融合

适宜的仓库环境对于提高存储周期、减少腐坏率,起到至关重要的作用.将分组自适应加权融合算法与改进的BP神经网络算法相结合,应用到仓库环境监控系统中.通过使用分组自适应加权融合算法计算同类环境因素的估计值,再与异类传感器融合算法相结合,融合仓库中各种环境因子相互作用的影响,以提高输出结果的准确度.在仓库中收集温度,湿度,气...     

一种基于视距路径识别的设备无关室内定位算法

Wi-Fi技术的广泛应用和部署催生了许多基于Wi-Fi的室内定位技术。近年来,基于Wi-Fi的设备无关定位算法引起了研究人员的广泛注意。设备无关定位算法不需要目标对象携带无线传输设备,而是通过测量目标对象对无线信号传输的影响来反向推断目标对象的位置。由于不需要目标对象携带相关设备,因此可以广泛应用于多种场合,如老人健康护理等。已有的设备无关定位技术通常需要事先采集训练数据,因此容易受室内复杂多变的环境干扰,导致定位精度下降。 提出一种基于视距路径检测的设备无关定位算法。利用物理层信道状态信息CSI,可以判断一对无线收发设备之间的路径是否是视距LoS路径。在此基础上,提出一个新的设备无关定位算法,该算法在监测区域部署一组Wi Fi收发装置,对任意一对无线设备,通过识别它们之间是否存在视距路径来判断目标对象是否在这对设备的菲涅耳区域内。此外,还提出一种基于投票的方法来获得目标对象的最可能位置。在实际设备上的实验结果表明,该定位算法可以达到0.5 m左右的精度,并且不需事先训练,具有较高的实时性。     

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

传感器节点的自定位问题是无线传感器网络的重要研究内容之一。由于DV-Hop定位算法中误差来源主要是未知节点与锚节点间距离的估计误差,为了减小该误差,引入理想锚节点间距,排除锚节点计算出的单跳平均距离中的误差较大的部分,修正全网平均单跳距离,再对使用最小二乘法计算得到的未知节点坐标进行修正。仿真结果表明,该算法能有效提高节点定位精度,且算法对锚节点数目和节点通信半径要求较低,能有效节约网络的能耗和成本。     

基于曲线拟合的改进DV-Hop定位算法

针对传统的DV-Hop(Distance Vector-Hop)定位算法存在定位精度不高的问题,提出基于曲线拟合的改进定位算法。在改进算法中,以锚节点的实际直线距离和估计距离之间存在的误差作为样本之一,结合误差所对应的节点间跳数,采用曲线拟合找出两者存在的关系。曲线拟合的结果,用于估计和预测锚节点和未知节点之间的距离误差,并对两者之间距离进行修正,从而减小两者之间的距离误差,降低未知节点定位误差。仿真结果表明,改进后的DV-Hop算法能够较好地修正了算法中关键的估计距离,显著提高了对于未知节点的定位精度。     

无线传感器网络自定位算法的研究

节点自定位技术是无线传感器网络的关键技术之一,文章主要针对DV-Hop算法中定位精度的不足提出一种基于功率控制的改进算法。将RSSI和DV-Hop相结合,把传统DV-Hop算法中的跳数用虚拟距离代替,通过实际距离与虚拟距离的比例来修正平均每跳距离。为了减小定位误差和提高定位覆盖率,该文将锚节点分布在区域四周,并且将已定位的未知节点升级为锚节点。经仿真结果表明,与传统DV-Hop算法相比,改进后的算法可以有效提高定位精度。