一种利用51单片机控制的步进电机设计

应用单片机、步进电机驱动芯片、字符型LCD和键盘阵列,构建了集步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统.采用AT89S51单片机实现对两相步进电机的转速控制.由单片机产生的脉冲信号经过脉冲分配器后分解出对应的四相脉冲,通过分解出的四相脉冲经驱动电路功率放大后驱动步进电机的转动.该装置可以有效的减少系统开发领域的周...     

基于积分分离PID的经纬仪轴系复合控制系统

轴系高精度驱动是实现电子经纬仪目标自动照准的关键技术,轴系电动机直流伺服系统的设计则是其重要环节.根据多回路伺服原理和校正设计方法,建立了经纬仪轴系电动机多回路复合控制系统的数学模型.其中,三闭环控制结构包括电流环、速度环和位置环,位置环采用积分分离PID控制方法,使系统的阶跃响应超调量仅为0.4％.同时,在三闭环结构基础上又引入了前馈反馈和负载力矩干扰补偿,构成了复合控制系统.Simulink仿真结果表明,提出的方法使该系统具备良好的响应速度和控制精度.     

斜轴式天文望远镜机架的驱动控制

针对斜轴式天文望远镜传统机架中的非垂直轴系结构会导致像场旋转,从而影响天文望远镜指向和跟踪控制的问题,研发了新的45°斜轴式天文望远镜机架。设计时,选取太阳为跟踪目标来搭建硬件机架驱动控制系统;利用图像传感器实时捕获目标,经数字信号处理(DSP)芯片精确解析目标质心,通过图像消旋解耦出方位与斜轴两方向的偏差。然后,结合模糊控制与神经网络的各自特点,设计了单神经元模糊自适应PID控制算法实施偏差调节,以实现对目标的定位与跟踪。实验结果显示,该驱动控制系统的水平与斜轴方位的跟踪偏移误差均在±2pixel以内,水平指向偏移误差均值为0.123 2°,俯仰指向偏移误差均值为0.155 3°。得到的结果表明该驱动系统鲁棒性强,能够克服斜轴机架像场旋转导致的控制问题且满足精度要求。     

基于FPGA的嵌入式双轮自平衡小车系统设计

本次设计研究了基于FPGA的嵌入式双轮自平衡小车的工作原理,利用Altera公司提供的DE0开发板制作了一套双轮自平衡小车系统。所谓双轮自平衡小车,是指小车只具有两个轮子能够自己实现平衡。小车两侧装着具有独立功能的步进电机,以用来驱动两个轮子的转动。在DE0开发板的控制下,可从倾角传感器接收到倾角信号,通过PID控制算法控制步进电机的正反转和速度,从而使小车保持动态平衡。     

四腿机器人的运动控制系统设计

为了控制由8个电动机驱动的关节独立的四足仿生机器人实现爬行动作,建立了机器虫的运动控制系统.系统选取DSP2000系列中的TMS320F2812芯片作为控制器,通过产生周期为20ms,高电平宽度为0.5～2.5ms的脉冲来实现对电机角度的控制,通过插值实现对电机速度的调节,选取 ADS7842E作为外扩A/D采样芯片,采用PID控制算法实现了对位置的反馈控制.     

基于光电传感器的立体车库控制系统设计

设计一种新型的垂直转盘式立体车库控制系统,其以单片机AT89C51为核心处理器,由传感器电路、电机驱动电路、Ic卡读写机电路和上位机监控模块组成。当检测到车辆仔取信号时,凄写Ic卡上上数据信息,垂直转盘和编码盘同步转动,挖制电机按最小转向把车位转动到地平线上,转动的角位移量通过光电编码盘传感器传送给单片机,输出控制信号控制电机停止。完成车辆存取后,单片机通过RS-232接口与上位机通信,将存取信息记录在数据库中。试验证明,该系统结构简单,运行安全町靠,存取车时间短,自动化控制水平高。     

基于EPM240T100和TB6560的步进电机控制系统

为解决常规步进电机集成功率驱动芯片的驱动电流不够、外围电路复杂等问题,提出以CPLD芯片EPM240T100作为核心控制芯片,以TB6560为步进电机的驱动芯片,实现了该基于EPM240T100和TB6560的步进电机控制系统。TB6560集成步进电机驱动芯片,将这一系列功能集成于一块芯片,提升了驱动电流,简化了续流二极管等外围硬件电路设计,提高了电机驱动模块的性价比和稳定性。该系统充分发挥CPLD芯片丰富的I/O口资源优势,配置4路TB6560步进电机驱动模块的接口,可以实现4路步进电机的实时控制,从而满足实际应用的需要。研究结果表明,TB6550为具有广泛应用前景的步进电机驱动芯片。整个系统已经在实际应用中得到验证,已经完成4路步进电机的控制产品化,具有很高的应用价值。     

超声电机基于模糊-PI技术的位置控制

通过超声电机的工作原理分析,选定驱动频率作为其速度控制变量。将模糊-PI技术用于超声电机的控制。其中,PI控制在于减小稳态误差,模糊控制旨在实现电机快速定位。为设计模糊控制器,选定位置偏差和转速为其输入变量、驱动频率为其输出变量,并分别以三角、高斯型函数定义了输入、输出变量的模糊子集;根据电机手动操作经验,建立了超声电机模糊控制规则;基于GO-400控制卡构建控制系统,实现了电机控制;实验结果表明模糊-PI技术可实现超声电机快速高精度(偏差≤0.17°)定位。     

基于DSP和IPM的三相无刷直流电机控制系统设计

通过采用智能功率驱动芯片L6235对控制系统驱动电路进行设计,实现由一路PWM信号和一路GPIO信号控制三相无刷直流电机的调速与换向,达到利用单个DSP对多电机进行控制的目的,降低了控制系统硬件资源冗余和驱动电路的体积与功耗.在此基础上,进行了电机位置控制实验.实验结果表明,该系统控制的电机响应时间短、控制精度高,具有优良的起动特性和制动特性,可获得良好的运动和控制特性.     

经济型数控车床的误差分析与消除方法

一、系统的固有精度经济型数控系统属开环控制系统（见图1）。系统中没有反馈电路，不带检测装置，控制指令信号单向传送，系统对工作台的实际位移偏差不能修正，因此其控制精度不很高。输入数据经控制微机运算处理后，发出指令脉冲（即送给脉冲），经驱动电路放大，驱动步进电机。一个步进脉冲驱动电机转动一个固定角度，通过机械接口、传动丝杠驱动工作台移动一定距离。因此，工作台的位移量与步进电机转动的角度成正比，即与进给脉冲成正比。改变进结脉冲的个数和频率，就可以控制工作台的位移量和移动速度。目前，国产经济型数控系统的…     

基于单片机的步进电机驱动

介绍基于AT89C51单片机的步进电机软件环分驱动,其控制电路新颖、简洁、组合方便,能够帮助学生理解单片机和步进电机的原理、特点和驱动方法。     

非共振式压电直线电机精密驱动及定位控制

为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制,利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机,基于高压功率运算放大器,设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路,通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的分辨率和幅频特性。以现场可编程门阵列(FPGA)为核心处理器,以光栅尺为反馈元件,通过分析非共振式压电直线电机的多种运行模式,根据直线电机的运行时序,设计完成了开环大范围整步运行模式与闭环小范围单步运行模式相结合的控制策略,在单步运行模式中分别设计完成了PID控制算法及PID与压电陶瓷迟滞逆模型前馈相结合的复合控制算法。实验结果表明,该控制策略能够实现大行程内的精密位移控制,复合控制算法具有比PID更加优越的控制效果,能够在21mm大行程内实现1.5nm的闭环定位控制精度,直线电机的最大驱动力可达300N,满足大行程高精度位移控制的应用需求。     

单电机式强混合动力车辆控制策略

提出了基于一种新型的单电机、双离合器式强混合动力结构的车辆分层控制系统方案,制定了整车能量管理策略,并研究了车辆行进中启动发动机过程的动态协调控制方法。通过自行开发的前向仿真系统对能量管理策略进行了验证,在NEDC循环工况下等效百公里油耗降低了34%。同时通过动态台架试验,对车辆行进中启动发动机的动态协调控制策略进行了验证。     

步进电机细分驱动技术的软件实施

步进电机是采用脉冲信号作为驱动信号源的电动机,在微量进给及准确定位等数控领域有着广泛的应用。为使步进电机能更好地满足控制要求,需要采用细分驱动技术。本文论述的是利用软件编程、通过设定循环控制字来分配驱动脉冲信号源,并利用升／降速技术来提高步进电机的控制精度。     

采用耦合机构驱动的压电电机的研究进展

给出了压电电机的定义，按驱动方式对压电电机进行了分类；介绍了耦合机构驱动的概念及从蠕动驱动到楔蠕动驱动再到离合器驱动的发展过程，指出离合器驱动方式与传统的摩擦驱动方式相比，优点在于消除了摩擦损耗和易于进行精确的位置控制等；介绍了两种采用离合器耦合驱动的压电旋转型电机；分析了电机在研制过程中的技术难点在于消除或减小离合器回程间隙及位移放大机构等，指出耦合机构驱动的旋转型压电电机是今后压电电机发展的一个重要方向。     

工业计量泵数字变频动态补偿控制研究

针对工业计量泵在负载波动情况下的定量控制精度和驱动模快发热问题,对计量泵的工作模型和驱动电机的控制方法进行了研究,提出了一种数字变频动态补偿方法。首先采用霍尔磁钢和霍尔传感器,实时观测计量泵驱动电机的转速变化,将电机的转速波动转换为时间波动,然后对转换后的时间环路运用抗积分饱和PI算法调节转矩电流,再运用相同的方法在电流环路中调节电压,实现了对转速的动态补偿,最后将计量泵动态补偿前后定量控制精度和驱动电机温升的测试结果进行了对比分析。研究结果表明,该控制方法可对驱动电机实施有效的动态补偿,既能减小计量泵定量控制的相对误差,又能降低无功损耗和驱动模块发热。     

直线电机的发展及其磁阻力优化综述

针对传统间接驱动系统在自动化设备上的应用缺陷等问题,提出了直接驱动的概念,以直线电机为动力源直接推动运动台运动。在比较直接驱动与传统间接驱动性能的基础上,论述了直线电机在大行程、高速高精度自动化控制领域的应用趋势,并从驱动原理、驱动力和定位精度等方面介绍了国内外直线电机的研究现状。针对影响直线电机驱动性能的磁阻力参数,归纳了相关文献削弱磁端效应和减少齿槽力的原理和研究方法,并从电机本体设计与电机控制技术两个方面对直线电机磁阻力的优化方法进行了总结。研究结果表明：直线电机以其良好的运行性能将逐步取代传统旋转电机的市场地位,同时直线电机在工程应用上的深入推广必须解决制造工艺、电机热效应、电机驱动器设计等问题。     

AT89C2051单片机在步进电机控制中的应用

介绍了一种采用AT89C2051单片机控制步进电机的实用电路。详细介绍了步进电机的隔离、放大驱动电路、系统控制电路以及相应的程序流程图。实验结果表明,采用AT89C2051单片机可以稳定可靠地实现对步进电机的控制。     

三相反应式步进电机的高性能驱动电源

提出了一种可变细分的高性能步进电机驱动电源，该电源用于驱动三相反应式步进电机。细分波形由AT89S52单片机控制DAC0832数／模转换器产生，驱动单元采用高压型恒流斩波电路。该电源在控制步进电机转动时，微步精度高，低速运转时电机振荡小，高速运转时输出力矩大。通过选择合适的细分数，可与不同档次的CNC控制器配套使用。批量使用结果表明，该电源稳定性好、性价比高，具有一定的推广使用价值。     

基于FPGA的步进电机细分驱动器

在对步进电机细分驱动原理进行研究的基础上,提出了一种采用FPGA实现步进电机恒转矩细分驱动的方法.利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块(EAB)构成LPM-ROM来存储步进电机各相细分电流的数据,并把斩波控制电路集成到FPGA内部,极大地提高了系统的集成度和稳定性.微控制器只需提供细分数等参数,就能精确控制步进电机的运行,特别适用于某些实时控制场合.