光电编码器输出脉冲的几种计数方法

光电编码器是高精度位置控制系统常用的一种位移检测传感器.在位置控制系统中,由于电机既可能正转,也可能反转,所以要对与其相连的编码器输出的脉冲进行计数,要求相应的计数器既能实现加计数,又能实现减计数,即进行可逆计数.其计数的方法有多种,包括纯粹的软件计数和硬件计数.文中分别对这两种常用的计数方法进行了分析,对其优缺点进行了对比,最后提出了一种新的计数方法,利用8051单片机内部的计数器实现对光电编码器输出脉冲的加减可逆计数,既节省了硬件资源,又能得到较高的计数频率.     

基于FPGA的直流电动机伺服系统改进

随着电子技术的发展,直流电机控制的方式正在发生着很大的变化。当计算机进入控制领域后,PWM脉宽调制方式已经成为电机控制的主流。随着可编程逻辑器件的出现,又给直流电机的伺服提供了新的方法和手段。文中系统利用FPGA作为主控制芯片,利用VHDL语言在片内实现分频模块,AD控制模块,反馈控制模块等,最后完成对PWM波形的脉宽调制,从而达到对电机的转速、正转或者反转等等参数的控制。在Quartus II软件上仿真后说明采用位置反馈、速度反馈和电流反馈对直流电机进行控制更精确,更可靠。     

基于单片机AT89C51的直流电机PWM调速系统

文章设计了以单片机AT89C51和L298控制的直流电机脉宽调制(PWM)调速系统.主要介绍了用单片机软件实现PWM调整电机转速的基本方法,给出了程序流程图、KeilC51程序以及Proteus的仿真结果.硬件电路实现了对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制以及PWM的占空比在四位LED上的实时显示.     

基于单片机的直流电机控制系统研究

本文以凌阳16位单片机SPCE061A作为直流电机控制系统的控制中心,结合SPCE061A板、电机控制模组以及电源等模块单元,通过61板上的3个按键设定电机的转动方向、转速;实时测量电机的实际转速,并在LED数码管上显示出来;对电机进行PID转速调节,使其转速趋近于设定值。测试结果表明:该系统实现了普通直流电机的正转、反转、测速和调速等功能。     

直流电机驱动与控制系统设计

介绍了基于AT89C52单片机,利用光电传感器检测直流电机的转速,采用PWM调速方式,通过AT89C52单片机产生控制信号直接控制驱动芯片LMD18200,从而间接控制直流电机的速度、正反转,以及停止,并可以调节速度至预先设定的速度。     

基于dsPIC33EV128单片机的H桥驱动电路设计

H桥驱动电路是在直流电机驱动、控制电机正反转以及开关电源中有广泛的应用。以dsPIC33EV128单片机为平台,产生PWM控制信号,以光耦器件TLP521的隔离电路实现对信号的光电隔离,驱动4个N沟道MOSFET构成的H桥电路。仿真和实验结果表明,制作的H桥驱动电路可以实现对直流电机的正反转控制及速度调节。     

LS7266R1在电子式万能材料试验机中的应用

针对材料试验机等设备中要求测量或控制材料拉伸或压缩的位移,一般采用光电轴角编码器检测位置信号,输出正交编码脉冲信号.若采用其他方法检测位置信号,必然导致电路设计复杂,可靠性降低.因此,提出一种基于LS7266R1的电子式万能材料试验机设计方案.给出了试验机中的控制器工作原理,LS7266R1与单片机的接口硬件设计,以及主程序软件流程图.巧妙地把力量传感器,位移传感器等机械运动状态的压力或拉力以及位置坐标,变成了电压信号和电脉冲数字信号,供MD测量和LS7266R1计数,从而实现了独立完成材料试验控制或通过PC机串口命令完成材料试验控制.     

直流电机半臂全桥驱动电路的设计

本文设计了一种直流电机驱动电路,通过单片机控制,结合编码其测速,可实现直流电机的调速,反转和反转制动。本文设计的驱动电路放弃了原有电路采用双臂全桥驱动的形式,转而采用半臂全桥驱动,具有发热量小,工作稳定的特点。     

红外遥控直流电动机控制器

红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,是日前使用广泛的一种近距离无线通信和遥控方式。主要介绍了红外遥控器对直流电动机运行参数进行设定,包括直流电机启动、停止、正转、反转以及转速的设置,同时实时监控电动机的转速并显示,以红外线传输技术实现遥控功能。     

基于Proteus与单片机的步进电机控制设计

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。采用AT89C52单片机内部的定时器改变CP脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控制,实现了电机调速与正反转的功能,并使用EDA软件Proteus对设计进行了仿真,同时还设计了硬件电路。结果表明,使用Proteus仿真结果与硬件电路实验结果基本一致。先采用Proteus仿真,再移植到相应的硬件电路,这种方式可以减小系统开发成本和周期,具有一定的推广价值。     

基于SPMC75F2413A单片机的步进电机加减速控制

提出一种基于凌阳单片机的步进电机加减速的控制方法。采用凌阳科技推出的16位结构工控单片机SPMC75F2413A为控制器,由Allegro公司生产的两相步进电机专用驱动器件SLA7042M构成步进电机的驱动电路,在传统的3段直线加减速控制算法基础上增加至7段S形曲线加减速过程,控制步进电机的启动和停止。实验结果表明。该控制方法克服了直线加减速中不连续、易造成系统冲击的问题,整个系统实现柔性控制,电机启动、停止连续性能提高30％。     

基于PIC16F877的电动自行车控制器的设计

对基于PIC16F877单片机为主控芯片的电动自行车控制器进行了研究,以额定电压为48 V额定功率为350W的直流无刷电机为控制对象,通过对电动自行车的各种信号检测、处理,实现了具有能量回馈、电子柔性刹车、巡航、欠压保护、限速、过流保护、PID调速、防飞车、软启动等功能.给出了主要功能模块的电路图,介绍了重要程序模块.以软件实现为主,最大程度上降低成本,实验证明了该控制器的性能较高.     

A mechatronic positioning system actuated using a micro DC-motor-driven propeller–thruster

One of the greatest challenges facing designers in the mechatronics field is the development of autonomous systems capable of guiding an airborne object along a given trajectory or maintaining its position in a specified location. Nonetheless, developing such ability is essential to support emerging UAV (Unmanned Aerial Vehicle) requirements in the civil and military domains. Accordingly, this study commences by constructing a mechatronic system featuring a manipulator arm actuated by a DC-motor-driven constant-pitch propeller and then develops suitable control schemes to regulate the power supplied to the DC motor such that the manipulator arm is driven through a specified rotational displacement. Three different control schemes are implemented to regulate the displacement of the manipulator arm, namely a fixed gain PID controller, a function-based variable gain PID controller and a fuzzy gain-mixing PID controller. The feasibility of the three control systems is evaluated both numerically and experimentally. It is shown that the fixed gain PID controller results in a significant overshoot of the manipulator arm and leads to a loss of control. However, the function-based variable gain PID controller and the fuzzy gain-mixing PID controller both ensure an accurate tracking performance, even when the manipulator arm is manually perturbed during rotation.     

激光照排机场扫描控制的研究与实现

在激光照排机中,成像激光光点的坐标是由水平方向的行扫描和垂直方向的场扫描的同步运动决定的.为了提高成像激光光点的位置精度,从而提高成像质量,通过对激光照排机电机控制系统的研究,基于可在线调整参数的模糊自适应PD控制算法,运用PWM、光栅编码器及锁相环技术,设计了一套激光照排机的场扫描电机控制系统.通过自检方格的测试证明,该系统提高了激光照排机行、场扫描电机的同步控制精度,从而提高了激光照排机的成像质量.     

超声电机驱动的轻量化扫描机构高精度控制

为实现卫星高分载荷扫描驱动机构的轻量化,以超声电机为驱动部件,设计了一款扫描驱动机构,质量仅为传统的步进电机加谐波减速器驱动方案的15%。构建了扫描驱动机构驱动控制器,配合21位绝对式光电编码器作为位置反馈传感器,对扫描驱动机构高精度控制方法进行了研究。针对超声电机在精密控制中的非线性及时变性,在对比总结比例、积分、微分(PID)控制、模糊控制、神经网络PID控制算法的基础上,设计了一种基于专家规则的PID控制器,并结合超声电机实时温度作为前馈控制在线调节控制器控制参数,最后进行了指向控制和速度稳定度实验研究。实验结果表明：令扫描驱动机构指向20°时,稳态指向精度优于2″,在3.3 r/min情况下扫描驱动机构速度稳定度优于±1%,能够满足卫星载荷对扫描驱动机构高精高稳的控制需求。     

基于模糊控制的电动汽车再生制动系统的研究

再生制动能够降低能源的消耗量和延长电动汽车的行驶里程。它广泛的受到诸多学者的关注。本文提出了一个新颖的再生制动控制系统。该系统基于无刷直流电机的控制特性和电动汽车刹车时的制动特性,直流无刷电机采用传统的PID控制,刹车力采用模糊逻辑控制,刹车力矩可以由PID控制器实时的控制。通过Matlab/Simulink软件,仿真分析了电池的充电状态、制动力和直流侧线电流。实验和仿真结果均证实了在具有良好的刹车性能的前提下,该方法可以实现良好的再生制动性能和延长电动汽车的行驶里程,在工程上更加易于实现也具有更好的鲁棒性和更高的效率。     

基于NiosⅡ的直流电机PID调速控制系统

介绍一种基于NiosⅡ软核的直流电机PID控制系统。采用PWM直流电机调速方案,利用Altera公司推出的DE2板作为综合开发平台,采用SOPC技术,通过在FPGA中植入嵌入式软核NiosⅡ作为中央处理器,借助PID控制算法实现整个直流电机外围电路的PWM闭环调速控制,这是对直流电机经典控制（即基于单片机或DSP的电机控制）的全新改进。     

Closed loop low-velocity regulation of hybrid stepping motorsamidst torque disturbances

To regulate the velocity of hybrid stepper motor motion control systems, a control law which exploits the nonlinear dynamics to create an analog positional control in conjunction with a traditional linear control is introduced. This nonlinear approach allows a much coarser position sensor to be used, including position estimates based on back EMF measurements. The form of the control law admits the use of a wide variety of compensators, whereas earlier laws use only velocity damping compensation. Two specific compensators, i.e., velocity damping and integral control are analyzed in detail, then compared to each other and to open loop microstepping control. It is shown that velocity damping allows the design of the eigenvalues of the closed loop system and provides a linear system approach about a specified operating point. Unfortunately, this operating point includes the value of external DC torque (drag) present, so the closed loop dynamics cannot be guaranteed amidst steady state torque fluctuations. Integral feedback (within a PID controller) improves upon velocity damping by not only allowing the design of the closed loop eigenvalues, but also by completely linearizing the system regardless of external DC torque values. Furthermore, the integral feedback produces zero steady state position error (as expected from linear control theory) and significantly decreases the tendency of the motor to lose step. Experimental results validate the analyses     

基于PIC16F877A的永磁无刷直流电机的控制器设计

随着科技的发展,对无刷直流电动机的性能提出更高的要求.本文在研究无刷直流电动机数学模型、导通方式的基础上,以单片机PIC16F877A为核心设计控制系统硬件电路和软件程序,硬件电路包括电机转子位置检测电路、PIC16F877A最小系统、转子位置检测电路、IGBT驱动保护电路和系统信息反馈电路,并利用MPLAB软件编译平台编写控制系统软件程序.通过对实验结果的分析：可知本文所设计的控制系统性能可靠、结构简单,能够实现对无刷直流电机的可靠控制.     

直流电机PID控制系统仿真研究

直流电机是将直流电能转换成机械能或将机械能转换成直流电能的旋转电机。PID（比例-积分-微分）控制器,由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成,通过Kp,Ki和Kd 3个参数的设定,主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。PID控制器作为最早实用化的控制器已有70多年的历史,产品已在工程实际中得到了广泛的应用。PID控制器由于简单易懂,在使用中不需精确的系统模型等先决条件,因而成为应用最为广泛的控制器。文章针对常规直流电动机PID控制系统的参数整定存在一定复杂性的问题,分析了PID控制系统的结构和原理,根据参数的选择,建立了数学模型。对直流电动机模型进行仿真分析,并对PID控制的仿真结果进行对比分析,通过仿真结果发现PID控制系统具有良好的静、动态性能和鲁棒性。