一种新型的步进电机驱动源

一、前言 步进电机通常作为数字控制系统的位置跟踪的执行元件,其功能是把控制系统发来的脉冲信号变换成相应的角位移或线位移。它可以在较宽的范围内,通过改变脉冲频率来调速,并能够快速起动、反转和可靠定位。     

风洞移测架控制系统

风洞流场移测架一自由度控制系统,由计算机发出信号到DL-03F05M驱动器控制90BC340BH步进电机,电机通过齿轮机构带动丝杆螺母,以测量0～2m高度位置的气流压力,并计算出断剖面不同高度的气流速度.步进电机发出脉冲和方向信号,脉冲信号控制电路包括震荡器电路和定时/计数器电路.计数电路由三个计数通道组成,0通道作脉冲输出,1和2通道为计数.     

一种新型的步进电机闭环控制方式

介绍了一种新型的步进电机闭环控制方式,利用单片机控制CPLD产生环形脉冲驱动步进电机转动,并用自整角机和轴角／数字转换电路实时检测步进电机的转动角度并反馈到单片机,从而形成高性能的步进电机闭环数控系统．     

毫米波多模制导关键技术研究

提出了利用频率步进/调频步进信号/脉冲多谱勒多种体制来提高毫米波制导的作用距离,讨论了多模制导中的一些关键技术,首先分析并比较了频率步进与调频步进信号的抗噪声性能和作用距离,然后讨论了动目标检测所带来的问题及脉冲多普勒测速的补偿方法,说明了脉冲多普勒、调频步进、步进频率复合体制的工作的可行性,并给出了实现方案.最后探讨了圆锥扫描体制下目标角误差的提取算法,并给出了计算仿真结果.     

频率步进脉冲引信目标一维距离像测距模糊及对策

为获取无线电引信目标信息,采用频率步进脉冲波形,并通过IFFT合成目标一维高分辨距离像.通过回波采样点的位置解决缠绕问题,进而采用同距离舍弃法和同距离选大法去除目标冗余,并给出仿真结果,实现了引信目标的较精确成像.     

基于以太网的嵌入式步进电机控制单元

基于以太网的嵌入式步进电机控制单元由PC104总线栈接处理器和电机控制模块组成.电机控制模块采用了2块CPLD芯片,设定步进电机专用控制模式,以实现步进电机控制单元与远程主机间的数据传输、控制状态的监控及运行模式的编程.底层控制单元上的芯片驱动、板级支持包、实时操作系统及电机控制应用程序在嵌入式实时操作系统VxWorks实现.     

基于DSP的步进电机高精度变速控制研究

分析步进电机DSP控制转速的基本原理和实现方法,研究确定信号控制步进电机转速的积分定时调频算法.针对非确定信号输入实现高精度变速控制问题,提出了具有重复误差补偿性能的梯形近似调频算法.利用Matlab对两种算法进行仿真,并采用DSP开发平台完成步进电机变速控制实验,结果表明,梯形近似调频法在步进电机变速控制中能有效地提高速度控制精度.     

某型导弹测试机架的PLC控制

某型导弹测试机架的PLC控制,由PLC、电源模块、现场I/O信号、步进电机、驱动器、位置传感器、适配器、上位机接口等组成.PLC主控单元根据控制要求列出输入输出信号并标出代号.其脉冲和方向输出端串接相应限流电阻,以满足输入端电流范围.PLC的I/O公共端接DC24V电源,输入端可任接COM端,输出公共端须分正负极.软件采用模块化结构设计,以满足PLC控制要求.     

差动位移传感器自动检定系统

差动位移传感器自动检定系统由激光干涉仪、计算机、动态数据采集接口卡、电机驱动接口卡及配套软件等组成.程序控制步进电机速度与启停,按采样脉冲或程序从电箱读取干涉仪测量值.再放大传感器输出的电压信号、采样保持并A/D转换.由程序或手动控制动态数据采集卡输出采样脉冲,同时输入干涉仪电箱和传感器A/D卡,锁存适时读数,从而实现光电在线自动检定.     

液体发射药火炮自动加注系统设计与仿真研究

为了实现液体发射药火炮的自动变装药过程并保证燃烧室初始容积的稳定,设计了带游动活塞的加注方式,采用了模糊PID控制的步进直线电机位置伺服系统对定量缸活塞的位置进行控制。在AMESim及MATLAB/Simulink仿真平台下分别建立了自动加注系统的液压、气动部分和步进直线电机位置伺服部分的仿真模型。联合仿真结果表明步进直线电机位置伺服系统能够实现灵活变装药过程;系统加注0.8 L液体发射药共需要1.3 s、注液精度为99.91%,能够满足加注速度与加注精度的要求;火炮贮液室加注过程中游动活塞与喷射活塞分离,加注完成后喷射活塞头始终保持在燃烧室一侧的固定位置,可以保证燃烧室初始容积不变。     

基于虚拟仪器转动平台自动化控制系统

一种新型的步进电机控制系统,其上位控制采用“PXI＋运动控制卡”方案。通过PXI-7340运动控制卡产生脉冲和方向信号。控制卡上专用CPU与PXI机CPU构成主从式双CPU控制模式。PXI机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作。系统软件控制程序可实现控制卡初始化、中断设置、运行参数设置、运行方式设置、运行状态查询等功能。实践证明该系统具有结构简单、性能稳定、定位精度高等特点。     

轮毂电机全速度范围无位置传感器控制研究

为提高电传动装甲车辆驱动系统的可靠性,研究车辆轮毂电机无位置传感器复合控制技术,并对速度过渡区间的切换方法进行了改进。建立了基于转矩、电流双闭环的永磁同步电机控制系统,基速上、下分别采用弱磁控制和最大转矩电流比控制策略;电机低速区采用简化的脉振高频注入法,中、高速区采用模型参考自适应法,以实现全速度范围内转子位置辨识;采用变权重加权控制切换方法,并改进算法切换过程中两种算法工作区间的选择,在保证辨识精度的同时节省了系统的软、硬件资源。仿真和试验结果表明：无位置传感器复合控制算法能够在全速度范围内准确辨识出转速和转子位置;改进后的切换方法能够保证电机在速度切换区间内实现平滑过渡,保证了电机可靠运行。     

变速器试验台测控系统研发

设计了电封闭式变速器试验台测控系统,该系统以工业控制计算机为核心,基于虚拟仪器设计软件LabWindows开发平台研制,以PLC、数据采集卡为下位机,通过变频器控制驱动和负载电机,实现对汽车动力系统的模拟。系统按照参数实现对试验过程的自动控制,可根据需要对变速器进行多种项目的试验,实现了变速器综合性能的在线测试,该系统在实际运行中操作方便维护简便可靠性高。     

行进间火炮指向稳定跟踪系统建模与控制

为使行进间火炮指向具备高射角条件下的稳定跟踪能力,提出了一种采用捷联惯性导航系统（SINS）测量火炮身管轴线指向,同时测量火炮身管运动角速率,完成火炮在大地坐标系下的稳定跟踪控制方法。稳定系统采用传统的三环控制,将系统的位置环和速度稳定环的主令和反馈都统一至大地坐标系下,SINS作为系统的位置环反馈,其航向和姿态测量值基于大地坐标系下完成解算。将安装在火炮上的SINS陀螺组测量值转换至大地坐标系下的火炮方位回转角速率和高低俯仰角速率,并乘以各自传动机构的传动比后,作为速率稳定环的反馈,实现速率稳定控制。考虑炮塔、火炮回转中心与重心不重合、载体处于六自由度运动状态等因素,采用Lagrange方法建立火炮、炮塔与载体之间动力学耦合模型,结合SINS测量模型、双电机拖动和电机伺服系统控制模型,对该控制方案进行了仿真验证。验证结果表明,火炮指向稳定跟踪系统实现方位和高低两个通道独立控制,使火炮指向在高角下保持高精度的稳定控制,在一定射角范围内具有良好跟踪性能,能够克服较宽频带载体姿态干扰,明显优于传统高炮位置解算式稳定。     

采用三次谐波积分法的AUV无传感器永磁无刷直流电机起动方法

为降低电机制造成本,简化电机结构,实现自主式水下航行器（AUV）的稀土永磁无刷直流电机（BLDCM）无位置传感器控制,该文分析了BLDCM应用于AUV的特点,介绍了三次谐波积分法的工作原理及获取方法。通过测量电机的三相电压来确定逆变器功率管是否导通和导通顺序;通过三次谐波积分信号和直流电压计算转速,确定逆变器初始起动占空比和功率管换相时刻。仿真结果表明,采用该起动方法的三次谐波积分控制可以满足AUV永磁无刷直流电机的无传感器控制。     

基于矢量匹配的扰动力矩消除方法

随着电机制造和驱动技术的不断发展,在航空航天器舵机地面测试中电机正在逐渐替代液压装置,并成为中小功率负载模拟器的首选驱动部件。由于电动、液压系统数学模型间存在相似性,将液压系统阀控缸模型特征方程的分解方法引申到电机加载系统模型的分解中,得到了电动负载模拟器结构参数与位置扰动力矩频域特性的对应关系,这个方法可称为电-液等效法。针对电动负载模拟试验中常用的扫频试验,提出了基于幅相辨识和遗传算法的矢量匹配法以消除扰动力矩。通过AMESim仿真和电动负载模拟试验台上的验证表明,矢量匹配法可将加载力矩控制误差的标准差控制在该电动负载模拟器额定加载范围（±15 N·m）的1%以内。该方法较之其他方法具有适应能力强、简单灵活等优点,可大大提高负载模拟器在正弦位置扰动下的加载精度。随着电机制造和驱动技术的不断发展,在航空航天器舵机地面测试中电机正在逐渐替代液压装置,并成为中小功率负载模拟器的首选驱动部件。由于电动、液压系统数学模型间存在相似性,将液压系统阀控缸模型特征方程的分解方法引申到电机加载系统模型的分解中,得到了电动负载模拟器结构参数与位置扰动力矩频域特性的对应关系,这个方法可称为电-液等效法。针对电动负载模拟试验中常用的扫频试验,提出了基于幅相辨识和遗传算法的矢量匹配法以消除扰动力矩。通过AMESim仿真和电动负载模拟试验台上的验证表明,矢量匹配法可将加载力矩控制误差的标准差控制在该电动负载模拟器额定加载范围（±15 N·m）的1%以内。该方法较之其他方法具有适应能力强、简单灵活等优点,可大大提高负载模拟器在正弦位置扰动下的加载精度。     

基于STM32、IPM模块的三相步进电机SVPWM驱动器

为了进一步提高系统的商业价值,设计一种简洁、适用的三相步进电机矢量控制驱动器。该控制器采用SVPWM技术,由STM32处理器和IPM功率模块实现,从硬件和软件2方面的设计进行介绍,并使用该驱动器和国内某知名品牌的DSP控制驱动器进行对比进行驱动测试。实验结果表明:在同等的条件下,该驱动器具有更低的器件和制造成本,在空载启动测试中略微有优势,效果近似于DSP控制的矢量驱动器。     

BLDCM无位置传感器控制系统仿真及实验研究

建立了无刷直流电机的数学模型,并设计了基于Matlab的无刷直流电机无位置传感器仿真系统。运用三段位启动法实现了电机的自启动,采用线反电动势过零点检测法实现电机换相。最后基于TI公司TMS320F2812搭建了实验平台,通过实验验证,设计的BLDCM无位置传感器控制系统具有快速的响应能力,同时能够很好地预测电机转子位置,为电机驱动电路准确换相提供了可靠保障。     

无刷直流电机直接转矩控制下的转矩脉动抑制

为了减少无刷直流电机的转矩脉动,提高系统动态性能,将直接转矩控制（DTC）应用于无刷直流电机控制系统中。在分析传统脉冲宽度调制（PWM）电流控制的基础上,研究了DTC对无刷直流电机非理想反电动势和换相引起的转矩脉动的抑制作用。根据无刷直流电机两相导通的特点,建立了有磁链观测和无磁链观测的无刷直流电机DTC系统模型,仿真与试验结果均表明,系统实现了对电流和转矩的有效控制,比传统PWM电流控制对转矩脉动具有更好的抑制性能,提高了无刷直流电机的动态性能。