基于STM32的智能手套机运动控制系统设计与开发

传统的纯机械齿轮结构自动针织手套机具有结构复杂、效率低下、故障率高、维护成本昂贵等诸多缺点,故多电机结构的智能伺服手套机成为新的发展方向。其中,智能手套机运动控制系统是决定其性能的关键。针对上述问题,设计开发了一款基于STM32F407高性能微处理器的智能手套机运动控制系统,系统实现了高速高精度的编织运动控制,并开发有网络监测、全中文示教编程等功能。同时,为解决主轴机头高速往返运行中存在的停顿现象,根据冲量定理规划其位置控制,针对带来的位置误差问题,设计了基于模糊逻辑的位置补偿控制算法,减小位置误差。最后,经过现场测试,系统能高效地完成手套编织工作,主轴机头重复定位精度高,且人机交互界面简洁易操作。本系统为智能手套机运动控制系统的开发应用提供较好的参考价值。     

基于STM32的机械臂反馈控制系统

为了解决机械臂开环控制精度低的问题,设计了一套基于STM32微控制器的机械臂反馈控制系统。通过QT图形界面将控制数据输入上位机,控制数据经串口传输到微控制器后驱动机械臂运动;由加速度传感器和磁通传感器组成的惯性传感器节点采集机械臂运动数据传回微控制器,采用由多个相关的参数可变PID控制器构成的控制器组对机械臂各个部位进行反馈控制。测试结果表明,利用惯性传感器实现的改进型PID的反馈控制系统比无反馈控制系统精度有较大提高,可用于实现更高精度的机械臂控制。     

基于嵌入式系统STM32的UUV通用运动控制层设计

为提高UUV分布式控制系统架构中运动控制层的通用性,依据分布式计算和模块化设计的原则,设计了一种基于嵌入式系统STM32的通用运动控制层架构;硬件电路设计以STM32F407ZGT6型芯片为核心微控制器,支持两路CAN总线进行层间通信和推进器控制,输出4路PWM进行舵机控制,对外提供多路RS232和RS485总线接口与各种传感器进行数据交互,并设计了一片IIC接口的掉电非易失EEPROM进行参数保存;软件设计实现CAN总线数据通信和X舵到十字舵的转换逻辑控制;经实验测试,该设计方案能够完成UUV的推进器推进功率控制和X舵的上下左右转向打舵控制,实现了与上层决策规划层进行1 Mbps速率的CAN总线数据通信;结果表明,该设计方案达到了运动控制层的设计目标,实现了具有较强通用性的UUV运动控制层设计.     

基于UR5苹果采摘机械臂的运动学分析及轨迹优化

随着苹果种植面积的不断扩大,传统的人力采摘方式已无法满足生产需求,为此,需积极推进苹果采摘机器人的研发与应用。传统的点对点运动控制会导致机械臂运动不平稳,严重影响采摘效率,因此,以UR5机械臂为研究对象,提出了利用标准D-H参数法解决UR5机械臂的正逆运动学问题,以关节最大速度为约束,结合五次多项式优化机械臂各关节轨迹,使各关节的轨迹平滑,实现机械臂的平稳运动。     

考虑柔性关节的机械臂自适应运动控制策略研究

具有柔性关节的轻型机械臂因其自重轻、响应迅速、操作灵活等优点,取得了广泛应用;针对具有柔性关节的机械臂系统的关节空间轨迹跟踪控制系统动力学参数不精确的问题,提出一种结合滑模变结构设计的自适应控制器算法;通过自适应控制的思想对系统动力学参数进行在线辨识,并采用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性;仿真结果表明,该控制策略保证了机械臂系统对期望轨迹的快速跟踪,具有良好的跟踪精度,系统具有稳定性。     

基于STM32的高精度柔性多轴运动控制系统设计

针对多台高精度直线电机组成的柔性夹持系统缺乏多轴控制器的问题,文中提出一种可以同时控制多台直线电机实现高精度定位、柔性夹持易碎物品、具备上位机界面和总线通信控制功能的多轴运动控制系统。该装置由主控制器、上位机软件、直线电机和.伺服电机、步进电机以及运动结构部件组成。主控制器由STM32F103VET6芯片与外围器件构成。光栅尺传感器产生位置信号分辨率达到05μm实现高精度控制。主控输出PWM控制I信号由驱动器放大并驱动直线电机运行,电流传感器监测负载变化情况结合控制算法实现柔性控制。主控程序逻辑包括多轴运动控制、PD算法控制、电流监测、RS232上位机通信和CAN总线多联机通信模块。通过CAN总线进行多联机协同运动控制,上位机软件实时监测和控制全部参数。该系统可以有效解决多台高精度直线电机协同控制的问题,本文阐述了该系统的框架及实现原理。     

基于STM32便携式健康监护仪系统设计

随着社会的进步和经济的发展,持续快节奏生活的人们对自身健康问题的预防愈加重视,在此背景下,本文设计了一种基于STM32嵌入式技术的便携式健康监护仪系统。系统完成了对心电、心率、血压、体温、等生理信号参数的采集与监护,同时可以通过WiFi模块将监测数据上传至手机,实现了对身体生理参数的监测,能在身体状态发生异常之前达到预警目的。     

基于可穿戴式多模态人机接口的机械臂运动控制方法

现有的人机接口系统存在指令较少、操作困难、任务能力受限等问题,无法有效拓展到机械臂的多维运动控制。本文提出了一种基于可穿戴式多模态人机接口的机械臂运动控制方法。该方法结合用户的眼电、头部姿态和语音等多模态信号,将其转换成控制指令,从而实现对机械臂在任意角度下的2维和3维连续运动控制。由10名受试者完成了指令输出、2维目标跟踪、字母书写和3维物体抓取等测试。结果显示,系统利用眨眼动作生成指令的平均准确率为96.67%,平均响应时间为1.51 s,平均信息传输率为142.53 bit/min,平均误报率为0.05次/分钟。此外,系统在2维平面沿2条不同路线跟踪目标的均方根偏差分别为0.12和0.14（归一化）,抓取3维物体时的平均轨迹效率为92.65%,系统的控制效果与手动控制效果相当。实验结果验证了利用该多模态人机接口实现机械臂高效运动控制的可行性以及它在上肢运动功能辅助方面的应用潜力。     

基于STM32赤霉病小麦实验装置检测系统

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,简称DON毒素)是存在于小麦、玉米等粮食作物中的一种真菌毒素,不仅影响了粮油食品产业的发展,更对人们的身体健康带来了严重的威胁。以高压电场和电力电子测控技术作为理论基础,设计了以STM32为控制核心的赤霉病小麦电处理实时检测系统,从而实现对赤霉病小麦处理室的温度、湿度、环境光以及电压电流等参数的检测与显示。系统以无线Wi Fi模块作为载体,将关键技术参数传送到上位机,实现上位机实时显示、报警和控制,达到减小外界因素对赤霉病小麦电处理的影响。实验表明,实验装置测量精度高、便于调节,能够为赤霉病小麦电处理提供可靠的保证。     

一种基于STM32的智能家居控制系统

设计了以STM32单片机为核心的智能家居控制系统。该系统以语音识别技术和GSM通信技术为基础,完成控制台、手持设备及门禁密码锁之间的通信,实现对室内家居电器的远程控制。实验结果表明,该系统运行稳定,具有广泛的应用前景。     

基于STM32智能家用车库控制系统设计

随着私家车的普及,车库数量的增加以及人们对车库的控制要求也越来越高.设计了一种智能车库控制系统.满足用户对车库的远程控制和车库内的异常监测与自动处理.该设计包含车库门控制系统和车库安防预警系统.采用MiniSTM32为核心的控制器,开发了Android版本的车库App.车库系统能够对突发事故进行自动处理,有效保障车辆的安全.同时车主或管理人员均可通过车库App,对车库管理和库内的车辆存放状态实时监控.     

基于STM32的深海钻机甲板控制系统

针对深海钻机的使用环境,设计并实现了甲板实时操作钻机的一款手操器。该手操器由基于STM32F103VCT6微控制器的控制板以及一些外部输入输出设备所组成,其与钻机系统通过串口通信。由于甲板手操器与海底钻机距离较长,且串口传输距离有限,因此以光纤传输为中继。     

基于STM32的机械手运动控制器的实现

本文以五轴机械手的设计实现为背景,提出了一种基于以Cortex-M4为内核的微处理器STM32F407构成的嵌入式运动控制器。本设计方案引入现场总线的通信方式,利用其高可靠性和高通用性的特点,使得运动控制器具有高开放性和模块化的特点。文中提供的以CAN总线控制多个私服电机的设计方法 ,使得硬件电路的设计大大简化,也使得通信的效率和可靠性大幅提升。测试表明,控制器的性能稳定可靠,能够满足机械手控制的需求,同时本设计对工业控制领域有着实际的应用指导意义。     

基于STM32的牙医综合治疗椅控制系统设计

针对目前国产牙医综合治疗椅控制系统性能不稳定、整合度低等缺点,设计了一种基于STM32的主从式通信模式的控制系统。该系统的主机以STM32F105VCT6为核心控制芯片,实现对各执行机构和检测芯片的控制,从机是STC89C52芯片和按键组成的主机功能控制按键面板,系统通过基于RS-485总线的多机通信协议实现主从机之间的数据传输和协同工作,通过液晶屏实时显示系统运行状态。经实验验证,该系统运行稳定可靠,自动化程度高,人机交互能力强,具有较好的推广价值。     

基于STM32F4的电机控制系统设计

为改善步进电机堵转、失步、超步等问题,提高步进精度,使步进电机能够快速准确定位,提出基于STM32F4微控制器的步进电机控制系统设计。通过改变PWM输出定时器的预分频值控制电机转速,直线阶梯形升降速算法实现调速;采用DMA方式控制电机脉冲数量,实现位置精确控制。实验以及实际应用情况表明,阶梯形升降速算法以及DMA方式位置控制算法能够满足一般要求,系统误差为±0.01度。系统精确度高、性能可靠、扩展性强,具有较高的应用价值。     

基于STM32的四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器控制系统的性能决定了飞行效果的优劣,如何改善飞行控制系统使其拥有更良好的表现成为近几年的研究热点。根据四旋翼飞行器的飞行原理,设计了一种新型四旋翼飞行器控制系统。该系统以STM32作为主控制器,配合各姿态传感器实现飞行器姿态及位置的控制,并结合以姿态角为主要误差源的双环结构PID控制器,提高了飞行器的平稳性。经实际飞行验证,该飞行控制系统方案能够取得较稳定的飞行效果。     

基于STM32的机器人自主移动控制系统设计

针对类车机器人自主移动的问题,首先在非完整约束系统下建立类车机器人低速移动过程的运动学模型和动力学模型,选用适合基础性类车移动机器人研究的自行车模型进行状态分析;在混合式体系结构下用STM32作为机器人自主移动控制系统的核心,给出控制系统框图,完成硬件设计;同时完成环境定位与建图,构建动态贝叶斯网络,最终综合实现类车机器人自主移动的功能。     

基于STM32的太阳跟踪微控制系统设计

以STM32F429为主控制器,设计了一种高精度太阳跟踪伺服闭环控制系统,采用将视日运动和光电跟踪相结合的方法来提高控制精度。通过全球定位系统(GPS)模块获取天文算法需要的时间和经纬度信息,可以计算出当前时刻太阳的俯仰角和方位角,但无法消除安装误差。通过摄像头采集太阳图像,计算出质心,寻找到天文零点,消除系统的安装误差。同时将误差值定时存入电可擦可编程只读存储器(EEPROM),当由于天气等原因无法进行图像跟踪时,采用视日运动与存储误差相结合的方法继续跟踪。实验表明:设计的伺服闭环跟踪系统可以达到小于0. 1%的控制精度,在民防、军工等方面对提高太阳能利用率具有重要意义。