步进电动机加速控制算法研究及仿真

针对步进电动机在启动、停止时,会出现启动失步、堵转以及超程或冲击大等现象,提出了指数加减速算法和S形曲线加减速算法。首先建立了步进电动机的数学模型和传递函数。鉴于加速启动和减速停止过程是对称的,故笔者仅研究分析了对步进电动机启动阶段进行加速控制的过程。介绍了指数加减速算法和S形曲线加减速算法原理和设计方法,并应用Matlab实现了系统设计与仿真。最后对指数加速控制和S形曲线加速控制的仿真结果进行对比分析,结果表明:与指数加减速算法相比,S形曲线加速控制方法速度过渡光滑,具有更好的动、静态性能,且易于调整和改进。     

基于扩张状态观测器的快速反射镜控制研究

为了提高快速反射镜的动态性能并降低跟踪误差,提出了利用扩张状态观测器引入反馈和灰色PID模型控制相结合的方法,该方法基于音圈电机驱动的快速反射模型,采用离散跟踪微分器对输入信号进行过渡和滤波以及对子系统零点配置,并以扩张状态观测器引入反馈和灰色PID控制,对系统的不确定因素进行了估计和补偿,并同不完全微分PID和基于跟踪微分器的零点配置方法进行了性能比较。采用随机正弦信号进行跟踪仿真,仿真结果表明,采用文中算法的跟踪效果明显优于其他算法,且跟踪误差更小,被控对象的动态性能更优,尤其在系统的模型参数发生变化时。该方法具有良好的工程应用价值。     

无刷直流电机模糊PID控制系统研究与仿真

针对传统PID控制方法在对无刷直流电动机进行控制时精度低、抗干扰能力差等缺点,提出了一种参数自适应模糊PID控制方法。首先建立了无刷直流电机的动态数学模型,并对其转速进行模糊PID控制。介绍了模糊PID控制器的设计方法,应用MATLAB实现了系统设计和仿真。最后对PID控制和模糊PID控制的仿真结果进行对比分析,结果表明:模糊PID控制方法使无刷直流电机控制系统具有更好的动、静态性能和抗干扰能力。