基于DSP的直流伺服控制系统设计

提出了一种基于数字信号处理器（DSP）的全数字直流伺服控制系统。该伺服控制系统采用三环控制方式即位置环、速度环和电流环，构成闭环控制电路。应用直流脉宽调制（PWM）驱动技术和IPM功率驱动模块作为功率驱动的直流伺服电机控制系统。本文应用的控制算法是PID等控制运算规律及各种控制功能都由DSP独立完成，充分发挥了DSP作为直流伺服电机控制器的优势。     

永磁无刷直流电机控制的建模仿真

永磁无刷直流电机系统采用双闭环(速度环、电流环)控制。其中速度环采用PID控制,其优点在于:可根据不同的运行条件,在保证系统控制精度的前提下,达到提高系统快速性且确保控制鲁棒性的目的。     

低功耗无线直流电磁阀及其控制模块设计与应

针对当前自动化灌溉控制系统中大量铺设线缆带来的系统安装、维护、扩展困难等问题,提出了一个无线通信的灌溉控制系统方案.设计了一种基于OOK调制并使用电池供电的低功耗无线直流闭锁电磁阀.提出了具有数字和开关量输入接口的发射控制模块设计和实现方法,并以一个园区的温室灌溉为例,提供了一个基于无线电磁阀的温室灌溉控制系统的应用实例.     

基于同步整流的光伏水泵数字控制

根据光伏水泵无刷直流电动机驱动实际需要,提出一种数字控制器解决方案.为降低控制器续流损耗,基于同步整流技术采用MOSFET代替体二极管续流,并可降低控制器温升,提高系统可靠性.研究了改进的无差拍控制策略,采用自适应无轨迹卡尔曼滤波方法(Adaptive UKF)在线辨识、修正系统参数,以改善力矩电流控制效果.仿真和实验结果表明,该方案易于数字实现,参数辨识有效,电流控制精度高.提高了系统运行性能.     

应用于半主动悬架信号处理的电路设计及测试

悬架作为汽车主要构成之一,对车辆行驶舒适性和安全性起着重要的作用,半主动悬架的出现更是大大提高悬架对于不同工况的适应性。簧载及非簧载质量垂直速度信号的获取作为半主动悬架控制的初始参数,将直接影响控制效果。本研究目的是获取簧载及非簧载质量的垂直速度,通过分析并设计了积分滤波电路,实现了由加速度到速度的获取,并基于1/4车辆模型和dSPACE系统,进行信号处理电路的硬件在环测试标定,验证了信号处理电路的有效性。     

基于霍尔传感器的无刷直流电机的双闭环系统

介绍了基于霍尔传感器提供转子位置信号的无刷直流电机的双闭环系统,并在详细分析传统无刷直流电机基础上采用速度传感器实现系统的速度反馈,保证电机的控制精度的同时增加电流反馈,实现内环电流环,外环速度环的双闭环控制。同时让转速和电源电流作为反馈信号,增加反馈精度。达到使系统转矩脉动小,转速稳定的目的。通过PSIM软件仿真得出各参数波形,通过分析波形可以得出基于霍尔传感器的双闭环控制系统使无刷直流电机具有更好的动、静态性能的结论。     

无速度传感器音圈式快速刀具的阻尼闭环控制

针对音圈式快速刀具阻尼较小、超调较大的开环特性,经典控制采用速度环和位置环双闭环反馈控制,但速度传感器增加了系统的复杂度,且易带来附加噪声.基于二阶积分器串联系统的最速控制方法,提出了采用最速过渡环节调节输入或控制信号阻尼,进而改善无速度传感器的输出阻尼前馈控制方法,设计了相应闭环控制方案,在DSP控制平台上进行刀具动态性能测试,并进行了球形透镜阵列的加工实验.实验结果表明:所提出的控制方法能有效改善快速刀具的阻尼特性,刀具方波响应超调约4％,上升时间仅为3 ms,所加工球透镜阵列具有良好的面形精度及表面粗糙度,PV值约为0.228λ,表面粗糙度Ra小于15 nm.     

升降型动臂势能回收用永磁发电机控制系统

势能回收可有效降低动臂频繁上下往复作业过程的能耗。其中,永磁发电机是实现回收功能的关键部分,其性能对能量转换和运动控制具有重要影响。因此结合应用工况的特点,对势能回收用永磁发电机控制系统进行研究和设计。针对系统输入输出参数存在较大波动,提出分别在电流控制环引入增益自适应、在转速控制环引入负载估计及补偿的控制方法。基于液压加载的永磁发电机控制系统台架进行了试验研究。结果表明,系统具有良好的电流和速度控制性能,且抗干扰能力得到显著改善。     

永磁交流调速系统参数辨识与PI自整定研究

传统PI控制器不具有参数在线整定功能,难以满足高性能永磁交流调速系统要求。根据永磁同步电机速度环等效原理和经典控制理论推导出PI参数与永磁电动机转动惯量的数学关系;根据永磁同步电机的运动方程和离散模型参考自适应理论,建立永磁电动机转动惯量辨识模型;通过软件方式实现PI参数在线自整定。基于TMS320F2407A的全数字交流调速实验结果证明离散模型参考自适应理论可实现转动惯量的在线辨识,PI自整定可有效地消除系统的超调,减少响应时间,极大地提高了系统的动态性能。     

基于单片机的无人机变量控制系统的设计

针对目前我国喷药系统在速度和喷量方面的不完善,设计了可调节流量的喷药控制系统。采用单片机调节超声波测速,控制电机转速,从而达到速度的变化,进而控制喷药系统的流量,实现速度闭环系统;用算法调节有关控制信号及参数,以实现电机转速变化,并在LED上实时显示速度等。在相同的试验条件下,通过设置不同的速度,进行了针对流量变化的相应试验。结果表明:该系统运行可靠,自动化程度高,有利于速度控制流量的完善,适用于无人机喷施系统。     

永磁同步电机双闭环调速系统PI控制器设计

永磁同步电机(PMSM)结构简单、运行稳定、功率密度大,广泛应用于高性能调速系统。笔者以PMSM为控制对象,分别设计了电流环PI控制器、速度环PI控制器,为了满足系统的工程应用要求,还给出了电流环、速度环控制器的参数整定方法,整定出满足系统控制要求的控制器参数,然后在MATLAB/Simulink中建立了PMSM矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明:所设计的控制器具有较好的动态性能和稳态性能,抗负载扰动性能良好。     

生物质气化炉智能控制系统

针对生物质气化过程具有的非线性、不稳定性、大时滞和强干扰等特点,提出了一种生物质气化炉的智能控制方法控制方法,包括温度控制环和可燃气体含氧量控制环的生物质气化炉双闭环智能集成控制方法。温度控制环采用主、副控制结构:主控制器采用基于BP神经网络模型,建立温度的BP神经网络模型;副控制器根据温度预测结果实现跟随控制。可燃气体含氧量控制环引入温度和含氧量两个反馈,主控制器采用模糊免疫PID控制,推算最优鼓风机转速;副控制器实现对鼓风机速度进行跟随控制。仿真结果表明了该方法的有效性和优越性。     

大惯性回转系统速度位置复合控制特性研究

传统工程机械液压回转系统位置控制一般采用驾驶员在环的控制方式,靠驾驶员的观测实现定位,由于驾驶员的反应较慢,会影响生产效率和作业的一致性,难以满足对回转定位精度要求较高的工程作业。针对这一问题,在进出口独立控制液压回转系统的基础上,提出采用速度位置复合闭环控制方法,加入速度前馈用于减小跟踪误差,同时加入压差反馈和速度反馈用于减小压力和速度波动,改善系统运行平稳性。首先建立了液压挖掘机回转系统多体动力学机电液联合仿真模型,对所提控制策略的有效性进行了验证;并以液压挖掘机为研究对象,构建了进出口独立控制回转试验测试系统,对所提出的控制方法进行了试验分析。仿真和试验结果表明,对于不同的期望速度和期望位置,无论回转系统正向还是反向运行,都可以获得较高的定位精度,定位误差在0.5°～1.5°之间,而且与开环控制相比,系统运行压力和速度波动明显减小,最大波动压力减小了41.6%,运行平稳性提高。     

大惯性回转系统速度位置复合控制特性研究

传统工程机械液压回转系统位置控制一般采用驾驶员在环的控制方式,靠驾驶员的观测实现定位,由于驾驶员反应较慢,会影响生产效率和作业的一致性,难以满足对回转定位精度要求较高的工程作业。针对这一问题,在进出口独立控制液压回转系统的基础上,提出采用速度位置复合闭环控制方法,加入速度前馈用于减小跟踪误差,同时加入压差反馈和速度反馈用于减小压力和速度波动,改善系统运行平稳性。首先建立了液压挖掘机回转系统多体动力学机电液联合仿真模型,对所提控制策略的有效性进行了验证;并以液压挖掘机为研究对象,构建了进出口独立控制回转试验测试系统,对所提出的控制方法进行了试验分析。仿真和试验结果表明,对于不同的期望速度和期望位置,无论回转系统正向还是反向运行,都可以获得较高的定位精度,定位误差在0.5°~1.5°之间,而且与开环控制相比,系统运行压力和速度波动明显减小,最大波动压力减小了41.6%,运行平稳性提高。     

精密播种机工况自动监控及播量数显系统的研制

为了提高精密播种机的工作质量和自动化水平 ,研制了工况自动监控报警系统及播量数显系统。该系统利用红外光敏对管作为传感器 ,采用中规模集成电压比较器 ,555时基电路 ,选用 AT89C51单片微机控制 ,并用其 P1口作为输入端 ,六路同时输入 ,提高了计数速度 ,并选用了 74LS2 73锁存器及 40 1 0缓冲器、共阴极 LED显示器组成的显示电路。实现了对精密播种机工况的自动监控和播量累加数字显示     

变尺高精度全自动矽钢片剪切机控制系统设计

为满足矽钢片剪切机工艺精度要求,用三菱FX2系列PLC作为主控单元,与定位模块、伺服放大器及MR—J2系列伺服电动机组成控制系统。利用伺服电动机所具有的位置控制和多段速度控制的特点,通过表定位方法对定位模块进行操作从而实现对电动机的精确定位,并推导出位置、速度双重控制的最优方案,既提高了剪切精度又使该系统达到理想的剪切速度。系统实现了变尺剪切,达到了特种变压器的装配要求。     

一种新型农产品表面重金属遥控探测仪设计

为提高农产品表面重金属的检测速度和精度,本文设计新型遥控农产品表面重金属探测仪。该装置采用非接触方式寻找目标区域重金属物,并对其进行检测定位,使用无线方式遥控装载于遥控小车上的传感器进行扫描路径控制,应用新型电感数字传感器LDC1000进行金属探测。系统以STM32单片机为主控核心接收并处理检测数据,控制直流减速电机带动无线遥控小车进行区域扫描,无线遥控通过SI4432通信模块实现。利用小波算法将微弱的重金属信号进行放大处理,并采用Matlab进行编程控制,最后对信号进行可视化显示,提高了信号检测的精度和可视化程度。实验结果表明此系统可以提供高效的农产品表面重金属探测及定位功能,且实现了探测仪的小型化、远距遥控的特点。     

汽车电动座椅控制系统设计与仿真

针对不同驾驶员身材不同,对于同一款汽车而言,其座椅的调节位置也不尽相同这一问题,以汽车电动调节座椅的水平和高度调节为例,在MATLAB/Simulink环境下对电流控制环、速度调节环和位置控制环的三环控制系统的动态特性进行仿真分析与计算,获得了电动座椅自动调节控制系统的最佳参数。对汽车电动座椅的自动控制系统的电子控制单元的进一步设计制造提供了一种思路。     

基于嵌入式的农用电动挖掘机直流调速系统设计

首先,介绍了从系统总体框架和脉冲驱动回路,设计了农用电动挖掘机直流调速系统;然后,从硬件方案架构着手,设计了系统电源电路、同步信号检测电路、转速检测电路及脉冲触发电路等多个子系统电路图;接着,设计了软件总体架构和转速检测子系统软件部分,实现了基于嵌入式的农用电动挖掘机直流调速系统。测试实验表明:该直流调速系统的相应速度很快,且速度相应曲线也比较光滑,证实了该直流调速系统具有优越的调速性能。     

数字模拟式直流调速系统

本文介绍了一种模拟数字混合调速系统的结构、组成及工作原理。该系统不但稳态精度高，而且动态性能好。