太阳光入射角光电检测装置

为了提高太阳能光伏电池的光电转化效率,设计了一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统。设计了4个分布式光敏电阻对比分析各点所受光照强度,设计了电压比较器实时反映太阳方位,设计了H桥电机驱动芯片,驱动两个直流电机按相应的方位角转动,实现实时跟踪。该太阳光入射角光电检测装置结构简单、成本低、灵敏度高,受外界环境影响较低,不仅可以作为演示实验装置,还可以扩展为实用的太阳能发电的自动跟踪系统。

基于STC12C5410AD的新型摄像摇臂云台控制器设计

设计了一种新型7.5 m摄像摇臂控制器,该控制器以单片机STC12C5410AD为控制核心,采用了万向摇杆电位器、直流减速电机、电机驱动芯片LMD18200、电压转换芯片LM7525和蓄电池电量管理等模块电路,详细阐述了系统组成原理、软硬件设计。实验结果表明该系统控制器具有性能稳定、兼容性好和成本低等优点。

基于STC单片机的角度控制

利用STC12系列单片机作为控制核心,减速电机作为执行机构,以单圈电位器作为检测元件,在有限范围内实现了角度的精确控制。经过实验测试,在0°~235°的控制范围内,最大误差控制在±1°,保证了控制精度和控制速率;经过实际使用验证了该方案安全、可靠。

基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向系统研究

针对农机装备电控液压自动转向系统生产成本高及电动方向盘自动转向系统中控制力矩小、存在自由行程的问题,设计了基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向机构及其电控系统,该系统主要包括自动转向执行机构、自动转向控制器和液压转向机构等。自动转向执行机构与原车液压转向机构连接实现自动转向功能,考虑了底盘阿克曼角的自动转向控制器实现车轮转向的精确控制,通过在转向驱动电机输出轴安装电磁离合器和转向柱扭矩传感器实现人工驾驶模式和自动驾驶模式的自动切换。试验结果表明,车轮转角响应平均稳态误差小于0.1°,最大稳态误差为0.158°,±20°阶跃信号最快响应时间达1.2 s,超调量小于1%,可以满足对各种轮式农机的自动导航辅助驾驶转向系统性能的要求。

基于单片机的电机控制系统研究

随着科学技术的快速发展,各类电机在工业自动化和人们的生活工作中正起着越来越大的作用,对各类电机的控制也越来越重要。文章介绍了运用单片机控制各类电机的方法。

基于超声波电机的线路巡检机器人伺服控制系统

介绍了一种线路巡检机器人伺服控制系统。控制系统包括了对超声波电机、永磁直流齿轮减速电机等多个电机的协调控制,完成了对高压线路上故障的发现、清除、回收。控制系统以RS232作为主要通信方式,以无线通信作为主要通信途径,保证了机器人在高压线路工作中的可靠性。控制系统通过对机器人工作状态量的采集,保证了机器人能够在规定电量内完成规定的工作量,提高了线路巡检工作的效率。

直流力矩电机在数控插齿机上的应用

由于对高精高速数控插齿技术的要求逐步增强,需要对原有的数控插齿机进行一些改造使其在技术和经济上都能适应新的需求。从数控插齿机的动力部分入手,将直流力矩电机应用于数控插齿机,讨论了其在技术上和经济上的可行性,并分析了选型流程。结果表明:使用直流力矩电机驱动数控插齿机在技术和经济上都具有很高的可行性,为提高数控插齿机加工精度与效率开辟了一条新的思路。

新型外转子磁齿轮复合电机的设计与研究

提出一种新型外转子磁齿轮复合电机,该电机将磁齿轮和无刷直流电机进行整合,电机的外转子和磁齿轮的内转子共同构成复合电机的内转子,实现了低速大转矩的直接驱动方式,同时充分利用了磁齿轮的内部空间,从而提高了整个传动系统的效率。采用时步有限元法对复合电机的磁场进行分析,充分考虑了谐波磁场的相互耦合问题,并得出复合电机的相关动态特性。这些特性揭示了复合电机非常适合与低速大转矩的直接驱动场合,但是不适合于对舒适度和位置精度要求较高的场合。制造了一台1200W原型机,并对原型机进行试验,验证了电磁理论分析结果的正确性。

一种新型蠕动式微小管内机器人的研制

针对管径为18-20 mm的细小管道,本文研制了一种新型的蠕动式微小管内机器人,采用三组直流减速电机和螺杆传动装置,通过控制三组电机顺序协调动作,实现机器人的蠕动爬行。该机器人由三个单元组成:前后部分为支撑管壁的爪结构单元,中间部分为蠕动单元,各单元之间用微型十字换向节连接。可搭载无损检测(non-destructive testing,NDT)传感器,能适应Φ18-Φ20 mm的管径,可通过曲率半径不小于80mm的弯管,移动速度为5-8mm/s,具有0-90°爬坡能力,可双向移动,其负载能力不小于1kgf,载重自重比可达6.67:1,机器人本体尺寸为Φ13 mm×190 mm,重约150g,实现了管道机器人的"微小化"和"大驱动力"的需求。

一种光电式太阳跟踪控制系统设计

为了研究一种结构简单、成本低廉且跟踪精度高的太阳跟踪设备,设计了一种双轴跟踪控制系统,实现了太阳光照射方向的实时跟踪。系统以LM324为核心,采用两组光敏电阻,构建了一种光电传感器跟踪模式,通过光照强度不同而导致光敏电阻的阻值不同,采用桥式比较电路后,再通过起比较器作用的LM324来控制两台直流减速电机驱动双轴跟踪装置以便调整支架的位置,直到固定平面与太阳光垂直,获得最大的光照量,因而能大大提高太阳能的利用率。

二自由度管道机器人摄像云台系统设计

介绍摄像云台系统在管道机器人上应用的状况,提出了一种二自由度摄像云台系统,详细阐述了该系统的软件和硬件设计。本设计选用89C51作为主控芯片,CCD图像传感器作为图像采集装置,直流减速电机作为执行机构,使用同步带轮和电机轴直接输出的方式代替一般的齿轮传动,硬件电路实现对云台的控制、检测和限位,各关节位置加入密封设置。结果表明,摄像云台系统具有结构可靠、体积小、拍摄角度广、操作控制简单可靠、速度可调、防护等级高等优点。

基于单片机的智能电动百叶窗设计

随着社会的进步和人们生活水平的不断改善,人们对居住舒适度的要求越来越高,其中一项就是对遮阳和通风的需求。百叶窗作为一种普遍的遮阳设施,可通过调整叶片角度来控制室内太阳的热量,减少系统冷负荷,从而达到节能的目的。本论文主要阐述了以单片机控制技术为核心,系统主要由单片机主控模块,无线接收模块,LED数码管显示模块,电机驱动模块,电源模块和百叶窗窗体结构组成。其中系统采用了2.4G模块接受无线数据,并将数据传送到STC15F2K16S2单片机进行解码,然后输出到单片机主控模块从而达到驱动电机转动进而对百叶窗进行控制。

自动变速器电子换挡系统挡位位置自学习控制算法设计

电子换挡系统(Electronic Transmission Range Select System,ETRS)的控制精度受自动变速器、换挡执行机构的零件自身误差及装配误差的影响,驻车挡、倒车挡、空挡、前进挡各挡位的理论位置与实际装配结果不可能完全匹配,这不仅会影响电子换挡系统的控制精度,而且长期使用后可能存在换挡功能失效的潜在风险。针对上述问题,研究设计了电子换挡系统相关硬件架构、挡位位置识别方法及关键自学习控制算法。控制算法集成直流电机匀速控制、H桥驱动电流数据读取、槽底挡位位置识别、多轮次槽底扫描迭代及挡位位置校验。仿真及实车试验表明,设计的挡位位置识别方法能够实现误差不大于0.15°,自学习控制算法能够实现实车试验大数据下均值与理论角度位置差距不大于0.3°,同时保证100%成功率,满足电控换挡系统长期工作的准确性及耐久性要求。

电动舵机设计中直流电机选型新方法

直流电机作为电动舵机的核心部件,其功率、转矩和转速的合理选择至关重要。在分析传统电机选型方法的基础上,提出了一种电机选型新方法。通过分析电机与负载的关系,建立了负载轨迹方程,得到了最佳功率点;再据此得到了电机机械特性曲线,从而选择合适的电机。新方法避免了传统电机选型的缺陷,选出了功率、转矩和转速均能满足舵机性能指标要求的电机。该方法也可应用于其他以直流电机作为动力源的伺服系统。

基于减速电机的微量药物输送系统的研制

介绍一种以直流电机为动力元件的驱动减速齿轮箱,实现微量药物输送的系统。采用单片机与光电传感器控制电机转动的圈数,实现药物的微量输注。阐述了系统的驱动机构和药量输送的控制方法。通过实验验证,输注精度为-2.3%～2.9%,满足临床应用要求,且稳定性高。此方法适于微型化,可为该类型微小尺寸装置的设计提供有意义的借鉴。

基于单片机的垂直循环式立体车库的研究与设计

基于我国机动车保有量爆发式增长出现巨大停车位缺口的现状,设计了节省占地空间、利于土地合理规划的垂直循环式立体车库。该系统以立体车库模型为载体,以STC12C5A60S2单片机为核心单元,通过霍尔式接近开关、光电开关检测车库车位的编号与状态,单片机控制直流减速电机的转向和转速,从而使目标车位在最短时间内旋转至车辆出入口,实现便捷高效存取车、节约土地资源的目的。实验结果表明,该系统具有安全可靠,简便快捷等特点,能够满足用户实际的停车需求。

基于STM8单片机的分区墨量控制系统设计

为提高胶印机墨量控制系统的稳定性和控制精度,提出了一款以STM8S208MB单片机为主控芯片、以直流减速电机为控制对象的电机控制系统,并设计了完整的硬件电路、上位机软件以及下位机程序。此方法可以实现用PC机在线监测所有墨键位置信息,并直接通过RS485总线向单片机发送指令,通过单片机控制直流减速电机的正反转动,以实现对墨键开度的精准调节。经测试,此系统驱动性能良好,抗干扰能力强,能够达到设计要求。

基于直流减速电机的内镜缝合器电控系统研制

旨在设计以直流减速电机为动力元件,利用编码器精准控制的闭环控制系统。研究霍尔编码器控制原理,利用霍尔编码器实现电机转动圈数控制、调速以及定位功能;研制内镜缝合器电动控制系统,阐述系统驱动机构组成部分,以及器械运动控制算法,利用参数调节合适的PWM波占空比,以实现对器械运动的精准控制,并通过外部传感器进行验证。结果表明,当PWM波占空比在80%~100%之间时,运动速度合理,电机测试精度变化范围大致为-0.007%~0.567%,精度较高。该研究为内窥镜器械的电动控制系统开发提供了理论基础,且具有良好的应用前景。

自动擦窗机器人系统设计

随着现代都市中建筑楼层的日益增高,玻璃窗清洗的难度与危险程度大大增加。为解决传统的人工清洁玻璃方式中安全隐患大、效率低、存在清洁死角等问题,设计了一款全自动家用擦窗机器人:以51单片机为主芯片,设置两台直流减速电机带动履带,实现机器人在玻璃上前进、后退和转向功能;选取一台微型真空泵配合负压吸盘,保证机器吸附在玻璃上;设计一组微动开关,使机器人在接触到窗框时,向主芯片提供信号;给出了擦窗机器人的机构设计和电路控制系统设计。行驶稳定性试验表明,该擦窗机器人吸附稳定、移动灵活,可实现智能清洁玻璃的功能。

凸轮机构的模型参考自适应稳速控制系统

介绍了针对直流力矩电机驱动的模型参考自适应控制(MRAC)的设计。在负载不可知的前提下,基于李雅普诺夫稳定性理论设计自适应律,保持系统稳定,抑制速度波动。介绍了模型参考自适应系统的基本结构与设计方法,并给出了仿真与实际实验结果。结果表明,该系统抑制了电机转速的扰动,使凸轮在进程与回程之间转速平滑过渡。