基于Modbus总线的电机驱动器

介绍一款基于Modbus总线的智能电机驱动装置。在针对传统电机控制器不能满足远程控制功能的基础上,引入Modbus通信总线接口,实现了上位机对云台进行远程控制。该驱动器能够根据上位机的指令,驱动电机,并且监视电机工作状况,如果控制器发现电机堵转、过流等故障时及时报警、切断电源对电机进行保护。该方案的优点在于主机可以利用有限的资源实现多站点远程实时控制。     

基于FPGA的EVA手套力学测试外骨骼手的控制系统

介绍了基于FPGA的EVA(舱外活动)手套力学特性测试外骨骼手的低端控制系统。该系统采用FPGA为主控制器,接收上位机DSP的控制指令,通过对码盘信号的采集和处理读取实时的电机转速和位置信号,从而实现对直流电机的速度闭环控制。由于使用了FPGA,并嵌入了NIOS处理器,使系统变得非常灵活、稳定和高效。     

嵌入式超声电机微步距控制检测系统设计

设计了一种行波超声电机的嵌入式微步距控制检测系统,该系统分为三大部分:嵌入式上位机、电机控制器和检测系统。以ARM9微控制器作为主控芯片,将Linux系统和Qtopia图形界面移植到ARM微控制器上,作为整个控制系统的上位机和人机交互的工具;电机控制器使用PSo C芯片,上位机与电机控制器之间用UART进行通信;以基恩士激光位移传感器为核心搭建了微步距检测系统,对整个系统进行了测试。实验结果表明,此系统能实现超声电机精确的微步距控制和检测。     

基于FPGA的4自由度机械臂控制系统设计及实现

以FPGA为核心控制器,选用高效的空心杯电机、高精度的电机驱动器及高性能的增量式光电编码器设计了一个连杆结构的4自由度机械臂。在Quartus II软件平台中,设计了FPGA与上位机PC的串行通信接口及光电编码器信号采集电路,对编码器输出的信号进行了滤波、四倍频和鉴相设计。基于VC++设计了上位机PC人机交互控制界面,实现了对机械臂单关节和多关节联动的控制。实际应用表明,设计的4自由度机械臂能较稳定、灵活地完成用户指定的动作及目标物体的抓取和搬运,证明了设计的合理性。     

基于FPGA的模拟电机电压信号在环测试系统设计

在电机矢量控制中,只有通过完整的闭合回路控制才能产生定子电流。为了简便验证AN9238采样的正确性,并考虑到准确性、通用性和可移植性,设计了模拟电机电压信号在环测试系统。该系统使用FPGA作为主控制器,将FPGA、上位机和DAC模块作为模拟电机输出两相电压的主要组成部分,并将AN9238模块作为数据采集验证部分。文中对系统整体方案设计进行阐述,并且验证了模拟电机两相电压输出以及数据采集的正确性,与系统预期的设定电压相对比,实验结果显示该系统能够自定义输出电压范围内任意电压以及AN9238采集模块的准确性,总体设计满足工程实际需求。     

基于ARM和FPGA的多通道步进电机控制系统

提出了一种基于ARM和FPGA的既能同步又能异步的多通道步进电机控制系统设计方案,并完成系统的软件及硬件设计。采用STM32F407和FPGA芯片为核心控制器,选用L297+L298组合作为步进电机的驱动器。以C语言和Verilog HDL语言为开发语言对设计的芯片进行实际测试,采用Delphi 7软件设计控制系统的上位机人机交互界面。     

具有通信功能的数字式电液伺服系统

介绍一种数字式电液伺服系统，它采用ＰＣ１０４工控机作为数字控制器，以及ＣＡＮ的有关产品作为控制器与上位机的通信总线，能够在一个采样周期内接收上位机的指令，并且根据上位机的指令执行相应的控制策略，最后向上位机发送检测参数。该数字控制器可用于高响应、高精度的电液伺服机构，特别适用于通信任务复杂，通信距离较长及可靠性要求较高的场合。     

电机控制器自动测试系统下位机的设计与实现

为了检测电动汽车控制器在不同工况下的运行参数,并解决目前测试系统无法灵活适应多种电压等级控制器的问题,进行了电机控制器自动测试系统下位机的设计。对下位机的通信模块、控制模块、继电器等模块进行设计,通过接收测试指令并产生电机控制信号,结合负载系统模拟车辆实际运行情况,配合上位机实现智能化测试。实验结果表明:下位机能很好地与上位机配合实现自动化测试,能够灵活适应多种电压等级控制器的测试;并且测试数据重复性好,误差范围在1%以内;测试时间较手动测试提高了80%;达到了设计要求,能实际应用。     

可编程工业电子显微镜平台的开发

设计了一款高精度可编程工业电子显微镜平台,其具有X、Y、Z三个自由度,由步进电机驱动,以STC89C52为核心控制器件。该平台可以通过USB口或串口与上位机通讯,具有30个点的坐标存储功能和自动寻位功能,利用设计好的指令集上位机可以控制下位机运行的位置和速度。该平台具有良好的扩展性,既可以满足实际检测运行精度需求,又具有较低的成本。     

基于FPGA+ARM的位置双反馈数据采集装置设计北大核心CSCD

为实现精密运动平台定位的双回路控制,解决位置双反馈采样不同步的问题,基于FPGA设计了软硬件解码模块和上位机,实现对电机编码器多摩川协议和平台光栅尺BISS协议同步读取,并通过FMC总线将数据传输至ARM,数据统一单位后再由上位机显示平台位移。实验表明:该采集装置能够快速准确地同步采集数据,能在上位机实时显示位移,具有良好的可移植性和拓展性。     

基于DSP的三肢体机器人关节控制器设计

基于TI公司的TMS320LF2407设计了一种直流伺服电机运动控制器,以实现三肢体仿生步行机器人11个运动关节的伺服控制.首先采用遗传算法对电机的PID参数进行优化,并对关节运动转角轨迹进行离散化,电机运动控制采取分段PID的策略,以减小关节转角误差.实验结果表明,设计出的控制器工作性能稳定,能够满足机器人运动控制的要求.     

Demonstrative fractional order – PID controller based DC motor drive on digital platform

In industrial drives applications, fractional order controllers can exhibit phenomenal impact due to realization through digital implementation. Digital fractional order controllers have created wide scope as it possess the inherent advantages like robustness against the plant parameter variation. This paper provides brief design procedure of fractional order proportional-integral-derivative (FO-PID) controller through the indirect approach of approximation using constant phase technique. The new modified dynamic particle swarm optimization (IdPSO) technique is proposed to find controller parameters. The FO-PID controller is implemented using floating point digital signal processor. The building blocks are designed and assembled with all peripheral components for the 1.5 kW industrial DC motor drive. The robust operation for parametric variation is ascertained by testing the controller with two separately excited DC motors with the same rating but different parameters.     

基于直流无刷电机的电动车智能驱动系统设计

文章利用数字信号处理器（DSP）,设计出一无位置传感器的直流无刷电动汽车驱动系统智能控制器。软件实现闭环控制,节减硬件成本。实验结果表明,该系统灵活性高,稳定性好,运行性能良好。     

纯电动汽车无刷电机控制系统的建模与仿真

针对无刷直流电机传统PI控制的局限性,从无刷直流电机的基本原理出发,通过模糊PD控制器与积分相结合,将永磁无刷直流电机应用于纯电动汽车驱动系统。采用Matlab／Simulink平台,同时结合S-函数,构建了基于模糊控制的无刷直流电机转速一电流双闭环控制系统模型,利用该模型分析无刷直流电机的动静态性能,得到了无刷直流电机运行时的反电势、相电流、转矩和速度的曲线。结果表明,采用转速一电流双闭环模糊控制调速策略具有超调小、响应速度快、鲁棒性好、自适应能力强等优点,使系统获得了较好的控制性能,为实际纯电动汽车驱动控制系统的分析与设计提供了新的思路。     

电动跑步机控制系统的设计

介绍了一种电动跑步机控制系统的结构和控制方法。该系统采用EM78P459和P89C522个单片机，分别用于电机控制和人机交互，2个单片机之间通过I／O方式通信；在运动控制上，采用基于IGBT管的脉宽调制（PWM）直流调速技术，控制算法采用转速反馈闭环分段PID控制。对系统的电磁兼容性（EMC）设计进行了介绍。     

Generator voltage stabilisation for series-hybrid electric vehicles

This paper presents a controller for use in speed control of an internal combustion engine for series-hybrid electric vehicle applications. Particular reference is made to the stability of the rectified DC link voltage under load disturbance. In the system under consideration, the primary power source is a four-cylinder normally aspirated gasoline internal combustion engine, which is mechanically coupled to a three-phase permanent magnet AC generator. The generated AC voltage is subsequently rectified to supply a lead-acid battery, and permanent magnet traction motors via three-phase full bridge power electronic inverters. Two complementary performance objectives exist. Firstly to maintain the internal combustion engine at its optimal operating point, and secondly to supply a stable 42 V supply to the traction drive inverters. Achievement of these goals minimises the transient energy storage requirements at the DC link, with a consequent reduction in both weight and cost. These objectives imply constant velocity operation of the internal combustion engine under external load disturbances and changes in both operating conditions and vehicle speed set-points. An electronically operated throttle allows closed loop engine velocity control. System time delays and nonlinearities render closed loop control design extremely problematic. A model-based controller is designed and shown to be effective in controlling the DC link voltage, resulting in the well-conditioned operation of the hybrid vehicle.     

Machinability investigation of Inconel 718 in high-speed turning

This article presents an approach based on wavelet correlation modelling for health state monitoring of fluid dynamic bearings in brushless DC motors. This approach involves two stages: (1) extracting of features from the motor-stator current signatures by analysing discrete wavelet transform coefficients; and (2) building of the simplest correlation model between the extracted features and the bearing wear using a multivariable regression technique. The correlation model can be used to detect and predict the bearing wear of brushless DC motors. Experiments were carried out using brushless DC motors with fluid dynamic bearings to verify the proficiency of this approach. Good agreement between the prediction result and the real motor health condition demonstrated the viability of the approach for bearing prognostic applications. The correlation equations obtained have acceptable detectability and accuracy based on a desired 95% level of confidence.     

基于Matlab的无刷直流电机Fuzzy-PID控制研究及其建模仿真

针对PID控制下的无刷直流电机(BLDCM)抗干扰能力差的问题,提出了Fuzzy-PID控制方法,该方法利用模糊逻辑控制器(FLC)在线调整PID的控制参数。在Matlab/Simulink环境下建立了基于Fuzzy-PID控制的无刷直流电机模型,并对转速误差进行归一化处理。仿真结果显示Fuzzy-PID控制与传统PID控制相比,在超调量、稳态时间、电流波动和转矩波动等方面有明显改善。     

基于控制增益实时辨识的BLDCM自抗扰控制

自抗扰控制具有算法简单、性能优良等优点,控制增益b对控制效果的影响较大,高效稳定地在线辨识出该参数对提高控制效果具有重要意义。设计了一种基于模型参考自适应参数辨识的新型自抗扰控制器,核心参数自适应变化使该控制器拥有更好的性能,仿真结果表明参数b辨识准确并且该控制器相对于传统自抗扰控制具有更好的控制效果。     

基于DSP的新型电参数测量仪设计

针对电机型式试验中的电参数测试,设计了一种基于DSP的新型电参数测量仪。详细论述了整个系统的硬件构架与软件算法,该系统通过采用高精度A/D转换器、DSP芯片以及上位机来完成电压、电流、功率、功率因数及频率的测量与数据的输出显示。对于中小型电机,测量仪既可测三相交流电参数,又可同时测量单相交流与直流电参数;当被测对象为直流有刷电机时,还能测量其转速;测试量程根据输入电流、电压的大小自动进行切换。测试结果表明该系统精度高,运行稳定可靠,能够满足实际需求。