基于DSP的步进电机多轴控制系统研究

以数控机床为应用背景,针对各轴向定位精度不高的问题,介绍一种自主设计并制作出的基于DSP的步进电机多轴控制系统;该系统以TMS320F2812为控制核心,采用协调控制的方法,实现了三轴向步进电机的单独控制或协调控制,此外每个轴向上还有加减速、细分、电流负反馈和PWM脉宽调制等功能,使得系统对步进电机的控制更加完善;实验结果表明,系统稳定正常运行,能实现多轴向步进电机的集中控制,也能使得各个轴向能以不同速度不同细分数相互协调工作。

基于大脑情感学习模型的步进电机控制系统

为了优化两相混合式步进电机的速度控制,研究了步进电机强耦合磁场和时变参数对闭环控制系统的影响。依据步进电机运行原理和绕组反电势与转子位置的关系,提出了一种基于大脑情感学习模型的智能控制方法。该方法不依赖于被控对象的动态数学模型,因此避免了步进电机时变参数对模型准确性的影响。将该方法与常见的PID控制进行对比,结果表明:该方法能够更好地抑制运动过程中的抖动,加快电机的响应速度,提高速度跟踪精度,适用于对响应速度、精度和稳定性要求较高的场合。

强流脉冲电子束M2高速钢表面改性组织和耐磨性能

目的 改善M2高速钢表面组织,提高其耐磨性和红硬性。方法 利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行M2高速钢表面辐照改性处理,工作参数包括加速电压25 kV,脉冲宽度2.5μs,能量密度4 J/cm^(2),脉冲次数3、8和15次。采用MEF-4型光学显微镜和Zygo 9000型3D表面光学轮廓仪观察辐照前后样品表面形貌。采用XRD-6000型X射线衍射仪分析改性层组成。采用DMH-2LS型努氏显微硬度计测量样品表面和截面硬度。采用CFT-I型摩擦磨损试验机测量表面耐磨性能。在600℃下保温1 h后空冷,测量样品表面硬度变化用以比较红硬性。结果 HCPEB改性M2高速钢样品表面重熔并出现熔坑,随脉冲次数增加,熔坑数量减少且尺寸增加,表面粗糙度下降,15次脉冲处理样品表面形成大量孪晶,熔坑内部出现熔孔和微裂纹。重熔层组织细化致密,碳化物类型改变,碳化物颗粒尺寸减小,残余奥氏体数量增加。相对于未改性样品,15次脉冲处理样品表面硬度提高53.5%,磨损体积减小16.5%,红硬性提高19.2%。结论 HCPEB可有效改善M2高速钢表面组织,使表面显微硬度、耐磨性和红硬性指标均有明显提高。

带电流负反馈的混合式步进电机控制系统研究

介绍了一种应用于混合式步进电机的控制系统,该系统以二相混合式步进电动机的静态和动态运行特性为出发点,主要由控制电路、逻辑合成电路、PWM波调制电路、功率驱动电路、过流保护电路和电流负反馈电路六部分组成。本系统以单片机AT89C51为控制核心,实现正/反转运行、过流保护和电流负反馈功能。针对步进电机随着频率升高带载能力下降的特点,系统通过采用过流保护和电流截止负反馈等措施后,使系统的带载能力有所提高。

基于轨迹控制的改进的直接函数法圆弧插补算法

基于直接函数法的圆弧插补算法能够有效提高插补精度,但是在终点判别时需要对两个轴向的步数进行计算,时间较长。在对长轴终点判别方法进行研究的基础上,提出了一种改进的直接函数法的圆弧插补算法。以每步插补的连续前进轴为长轴,并以在长轴上的插补步数为判断基准,对插补点是否到达终点作出判断。该方法要求不同卦限圆弧对应不同长轴。该算法计算简单、运算速度快、插补精度高。仿真算例表明该方法能准确进行终点定位,不会出现超出或未到终点的现象,适用于以步进电机作为各轴向执行元件的数控系统。

数控机床用多步进电机伺服系统控制

针对两相混合式步进电机低频转矩脉动和高频失步的问题,同时为了研究多电机间协调控制,结合大脑情感模型与插补理论提出了一种多电机伺服控制方法。依据混合式步进电机存在参数非线性以及轴向、径向磁场强耦合的特点,采用不依赖被控对象模型的大脑情感学习控制算法。通过分析两相混合式步进电机的磁网络模型,得到了反电动与转子转速的关系,为控制系统提供速度反馈。运用自适应插补算法,使得多电机间协调运动从而减小轮廓误差。通过分析实验结果,表明运用大脑情感学习控制算法能够克服两相混合式步进电机时变的参数带来的影响,有效提高电机的响应速度和带载能力。自适应插补算法能够根据不同轮廓曲线控制多电机协调运动,提高了加工精度和速度。

基于DSP的多电机协同控制系统设计

针对开放式数控系统的要求,以DSP为主控核心,结合步进电机专用集成驱动芯片LMD18201T,设计了一款基于串行通信(SCI)的新型多电机协同控制系统,该系统集成度高、稳定性好、实时性强、人机接口方便。试验结果表明,该系统完全满足性能指标要求,实现了各项运动控制功能。

直流偏磁对计量用电流互感器传变特性的影响分析

探讨了计量用电流互感器的测量误差与铁芯材料饱和磁感应强度之间的关系,分析了直流偏磁对计量用电流互感器误差的影响,研究了直流偏磁会加速计量用电流互感器饱和,且饱和速度与偏磁电流大小成正比。

新型频率电压紧急控制装置的测试应用

本项目采用突变量启动的方法,主要解决了测试df/dt、du/dt的准确性,并通过加装模拟断路器组,减少在试验时采用现场的断路器,避免造成断路器使用寿命缩短或损坏等等一些问题。

低频低压减载装置测试方法的研究

本项目针对低频低压减载装置的连续变化测试、多轮重复测试和固定步长连续测试方法进行了具体分析,并采用数字技术生成高精度频率、电压模拟校验df/dt和du/dt定值。文中详细介绍了实现方案、技术特点、测试系统的原理和硬软件构成。

无刷直流电动机弱磁运行效率优化控制

针对无刷直流电动机弱磁高速运行时损耗大的问题,研究最小损耗电流控制。通过分析基于瞬时无功功率的无刷直流电动机弱磁控制理论,计算d-q轴电枢反应电感,提出一种考虑铁损的电机Γ型近似等效电路,结合状态方程,推导出满足电磁损耗最小的励磁电流表达式。仿真和实验结果表明,在整个弱磁运行区间内,最小损耗电流控制能够降低电机电磁损耗,提高电机运行效率,扩大电机恒功率调速范围。

基于准同步采样的电网频率测量装置设计

如何克服非同步采样偏差对频率测量结果的影响,一直是国内外学者研究的重点。装置采用准同步采样电网频率测量算法,设计基于模数转换器和数字信号处理器的电网频率测量装置,给出了设计原理框图和工作流程图,提出了基于最小二乘法的频率测量装置校准方案,开展了测量实验并分析了实验结果。实验结果表明,频率测量装置的研究可为用于电能质量检测、电力系统保护的电网频率测量提供借鉴。