双电机同步运动控制器的设计与实现

针对步进电机在机床设备同步驱动中的应用,采用电气同步方式设计开发了一套双电机同步运动控制系统。该系统分别采用编码器和光栅尺作为两步进电机转速和被控工作台位移输出的测量元件,构成全闭环系统。本研究在传统PID控制算式的基础上引入了同步偏差调节项构成新的PID闭环同步控制器。通过实验进行了不同指令速度下传统并行同步算法与该闭环同步控制算法的控制效果对比,证明了该算法的有效性。同时本系统所采用的闭环同步控制方案及其原理不局限于步进电机,对其他类型电机的同步运动控制也具有一定的参考借鉴意义。     

直线电机驱动的H型气浮导轨运动平台

建立了双边直线电机驱动的H型气浮精密定位平台,对该精密定位系统的气浮导轨设计方法和双边直线电机同步运动控制等关键技术进行了研究。利用有限元法设计了气浮导轨,分析了气膜压力场的分布情况,采用预加载技术提高气浮导轨的承载能力和刚度等性能。静态特性实验表明,开发的定位平台气浮导轨具有较高的承载能力和刚度,X、Y导轨的竖直方向静刚度为276.9 N/μm和333.3 N/μm。设计了基于同步速度偏差的改进型并联结构同步控制器,采用模糊控制实现PID参数的自适应在线整定。运动实验表明,改进的控制器具有较高的同步控制精度,速度同步精度比一般同步控制提高了3倍多,适合于具有强机械耦合的多电机同步运动控制。H型直线电机气浮定位平台具有承载能力强、精度高的优点,可以用于光刻机和光学检测等精密工程领域。     

桌面型贴片机可编程自动化控制器研究

控制器是桌面型贴片机的核心系统,为此设计了紧凑型贴片机异构多核可编程自动化控制器(PAC)原型。设计了贴片机PAC架构,并根据独立态和组合态两种应用场合定义了PAC内部模块功能以及模块间数据总线;重点实现了集步进电机驱动和运动控制于一体的闭环型贴片机运动控制模块,并基于运动控制模块软件功能设计了支持G代码的基本指令系统,开发了嵌入式软件系统和上位机运动控制测试软件。最后,对系统原型进行了测试,验证了控制器的基本功能。     

激光微加工系统中控制器的设计

在自行研制的激光微加工系统中,激光光源固定,待加工工件置于X-Y移动平台上,驱动平台运动带动工件运动,利用光束与工件的相对运动加工出各种图形.X-Y移动平台运动控制的核心是控制器.控制器通过串行通讯接口与PC机串行通讯,接收PC机下载的加工轨迹文件和运动控制命令,以步进电动机作为执行机构、以光栅尺作为反馈部件构成闭环控制系统.以光栅尺测量为标准,系统的位置控制误差小于2μm.     

简易单轴运动控制器的设计

本文介绍了一款简易单轴运动控制器的设计方法,该控制器仅用一片dsPIC芯片实现按键、显示、单轴插补、IO管理等功能.论文首先简单介绍了运动控制器的硬件实现及软件设计总体思路,然后重点阐述了用定时器中断实现的单轴插补算法,针对同步启动的直线加减速脉冲生成方法的不足,提出了一种延时启动的加减速脉冲生成方法,试验波形表明,用该方法生成的直线加减速脉冲频率至少可达25k,完全满足步进电机最大速度要求,运动控制器参数设置灵活,在步进电机精确定位控制场合有一定应用价值.     

基于单片机的步进电机控制器设计

电机转速控制是运动控制系统中的一个重要控制环节,其性能的优劣对运动控制系统的性能起着重要的作用。文章设计了以单片机为控制核心的步进电机控制器,并给出了详细的设计过程,包括硬件设计和软件设计。为了验证所设计控制器的正确性和有效性,文章给出了实验结果,实验结果与预期效果相吻合。     

基于LabVIEW的闭环步进电机运动系统设计及精度分析

当前闭环步进电机在自动化设备中的应用越来越广泛，故为了进一步满足闭环步进电机的应用需求，采用LabVIEW上位机+运动控制卡+驱动器模块的控制方案进行了多轴运动系统的设计，通过设计的上位机软件实现闭环步进电机的实时控制与监测。同时，基于编码器搭建了系统精度测试平台，测试结果表明，系统不适用于精度要求不高于0.216°的场合和小角度高精度定位的情况，而更适用于应用场合为大角度定位的情况。     

多轴步进电机CAN总线控制系统设计

设计了一种基于CAN总线的多轴步进电机运动控制系统。系统由PC机、CAN收发器、CAN控制器、单片机、步进电机及其驱动器等部分组成。系统由PC机通过CAN总线向各轴步进电机控制器发送控制命令,实现多轴步进电机的同步运动控制。将各轴步进电机安装在采摘机械手上进行机械手运动控制试验,结果表明该系统稳定可靠。     

全方位移动机器人模糊PID控制算法研究

将PID控制对线性定常系统控制的优势和模糊控制对复杂非线性系统的有效控制相结合,设计了一种基于模糊PID控制算法实现全方位移动机器人的定位导航控制。全方位移动机器人采用四个步进电机驱动全向轮行进,控制器采用传感器位置信息反馈和航位推算相结合导航定位方式,利用模糊PID算法实现纠偏;为克服机器人偏航或高速运动时常规PID控制稳定性不足,采用实时跟踪偏差和偏差变化率来修正PID各参数,实现对机器人导航定位控制,并依据机器视觉和光电编码器确定位置。实验结果表明,利用模糊PID进行全方位移动机器人的运动控制,能够提高导航定位精准度。     

行波型超声波电机步进闭环控制法研究

文章比较了超声波电机常用控制方法的优缺点,简述了超声波电机步进控制原理,研究了超声波电机步进闭环控制法在精密定位中的应用。采取16位绝对值编码器与电机、控制器构成闭环系统,消除开环累计误差,使电机的定位精度保持在了编码器分辨率之内,定位重复度R2=0.9992。     

蝶形直线电机的模糊Takagi-Sugeno鲁棒控制

为了克服现有双足蝶形直线超声电机驱动的一维平台定位中的摩擦驱动非线性,本文基于电机工作原理和扇形非线性特性建立了电机及平台的模糊Takagi-Sugeno(T-S)模型。基于该T-S模型,采用系统增广的方法设计了无静态误差伺服定位控制算法;设计中考虑了鲁棒H∞性能,使得该非线性系统的模糊控制器具有较好干扰抑制性能和鲁棒性。采用嵌入式微控制器实现了所设计的控制算法,并进行了不同步进值的伺服定位控制实验。实验结果显示,在不同步进值下系统的超调量小于4%;在空载和带载荷的状态下对伺服定位控制实验数据的对比显示,系统最大超调量小于5%。与传统PID控制算法相比,本文提出的控制系统具有较高的定位精度,良好的运动平稳性和鲁棒性。     

基于ARM和TMC262的步进电机运动控制系统

介绍了一种高精度高可靠步进电机驱动控制系统的设计。该运动控制系统主要采用了STM32F10ZET6微控制器、TMC262步进电机驱动芯片。系统具有256细分的高精度步进,并具有电机过载检测、堵转报警等功能。给出了硬件设计的框图,介绍了驱动电路的设计,分析了TMC262电流斩波原理和TMC262负载检测原理。在基于MODBUS通讯协议上设计了友好的PC上位机通信软件,测试结果表明所设计的控制系统达到了预期的设计效果和要求。     

基于DSP的爬楼轮椅步进电机驱动系统设计

为改善爬楼轮椅运行特性,以两相混合式步进电机为研究对象建立数学模型.以DSP为主控芯片,从硬件与软件方面设计适用于两相混合式步进电机的三闭环驱动系统,并加入模糊PID算法,提升了系统的动态特性,同时通过爬楼轮椅实验平台验证了其性能,证实该驱动系统能够达到实验要求,并较原系统运行效果有较大改善.     

经济型数控机床半闭环控制及螺距误差补偿

为实现开放式机床控制器可移植性要求，提出一种可应用于交流伺服电机和步进电机的基于虚实映射的半闭环控制结构模型。在此基础上，讨论了针对步进电机的经济型机床半闭环结构的比例＋积分的控制器设计方法。为降低机床传动机构所产生的螺距误差，通过激光干涉仪实际测量正反向定位值，将测量结果作为一个非线性环节引入半闭环结构中实现机床的螺距误差补偿。实验结果表明，该方法可实现机床伺服轴定位累积误差由220μm缩小到11μm。     

新型多轴控制系统在特种缝纫机中的应用

特种缝纫机由于步进电机多,存在线束多且易插错,机箱笨重,装配复杂的问题,本文通过集成驱动型步进电机以及总线型运动控制的研究来改善这些问题;比较了集成驱动型步进电机与传统步进电机驱动方案;给出了集成驱动型步进电机的软硬件设计;根据集成驱动型步进电机的特点设计了总线型多轴系统运动控制.     

SPC200智能型定位控制器

FESTO公司的SPC200是应用十分广泛的轴控制器。它包括用于气动驱动轴的位置控制器和用于定位控制系统的顺序控制器。SPC200的出现,使得电机驱动器和气动驱动器都可以由步进马达控制。SPC200的现场输入和输出或现场总线接口能     

基于S7-1200 PLC的步进电机位置控制

基于步进电机驱动原理，对步进电机驱动方式进行分析，提出了基于西门子S7-1200系列PLC的步进电机位置控制装置的电气系统硬件接线及软件设计。通过测试，该装置能对位置进行精确控制及状态监控，在光伏发电追光系统中可用于光伏板的控制，也适用于PLC运动控制教学实训，在自动化装置中有较好的推广价值。     

基于DSP的多通道多功能电液运动控制器的设计

该文借鉴机电系统运动控制器的设计和开发经验,介绍了基于DSP技术的电液运动控制器的设计.将DSP技术与CPLD技术相结合,确立了本电液运动控制器的硬件结构和软件组成.该控制器具有多工作模式,在驱动电液设备的同时也兼容了驱动机电设备的能力.并在电液伺服试验台进行了位置控制和速度控制的实验研究,获的了满意的控制精度和控制效果.     

超声电机驱动多关节机器人的类PID小波神经网络控制

针对超声电机驱动多关节机器人的运行特性,提出一种新颖的速度-位置双闭环PID控制模式,有效地抑制了超声电机响应极快所导致的速度变化剧烈的现象,从而提高了机器人的运动平稳性.为了进一步提高超声电机驱动多关节机器人的控制性能,使其能根据超声电机的变化特性对PID控制参数进行实时调节,提出类PID小波神经网络控制器.通过对传统离散型增量式PID表达式各项的合理划分,将速度-位置双闭环PID控制、实践经验、当前的轨迹误差及其变化情况都融入进了类PID小波神经网络控制器中.该控制器参数的在线学习机制采用了δ自适应律并结合了BP算法和梯度下降法,算法简单,计算量大大减少.试验结果证明,所设计的类PID小波神经网络控制器不仅明显优于PID和PID神经网络控制器,而且具有很好的抗干扰能力.     

基于TMS320F28335的步进电机控制模块设计

分析步进电机工作及细分基本原理,设计了采用双H桥式驱动与TMS320F28335高性能浮点运算控制芯片相结合的步进电机控制模块.调节PWM波占空比,软件实现步进电机的细分控制.利用光栅尺采集位置信息,构成反馈闭环校正位移.给出具体控制流程,并通过实际调试给出调试结果.