仿人MPC算法在步进电机储能与建模中的研究

步进电机在电能存储和补偿过程中存在建模精确度低、输入采样量失真、模型结构多变和负荷输出失配等问题,从而导致电能存储和补偿无法达到预期设计标准。为此,将仿人MPC算法引入步进电机的数学建模过程中。首先,分析电能从输入采样到输出反馈的数学模型构建过程,以及步进电机存储与建模的工作原理;其次,针对模型失配和参数动态变化对步进电机产生的影响,利用仿人预测控制策略有效地解决了步进电机电能存储和补偿的精度问题。仿真实验结果表明,控制结果在模型匹配时性能良好,在模型失配时依然能满意运行,使储能与建模幅度和误差精度都能达到要求。

宇航步进电机多工况温度场仿真与试验研究

针对宇航步进电机在不同工况下,温升差异大导致温度场仿真模型难以准确预测电机实际温升的问题,建立某型号步进电机三维温度场有限元仿真模型,搭建试验平台对步进电机多工况下温升规律进行研究。结合实际温升数据,不断对仿真模型系数进行修正,将修正后的仿真模型系数应用到新电机的温度场计算,对比仿真模型计算温升与实际温升之间的误差,结果表明修正后的步进电机温度场仿真模型准确性较高,可对多工况下步进电机的温度场计算提供依据。

步进电机基于专家PID的转速控制

步进电机是一种能够精确定位的执行元件,但由于自身的特性,容易出现堵转、丢步的现象,因此对步进电机系统的定位准确度进行控制,对实际控制系统有着重要作用。该文基于二相混合式步进电机的数学模型,运用专家PID控制算法对步进电机的转速进行控制。通过Matlab仿真和实验结果表明,专家PID控制对步进电机速度控制效果较好,为步进电机的应用提供了一种可选的控制方法。

一种永磁球形步进电动机的运动分析与仿真

介绍了一种永磁球形步进电动机的结构、工作原理及滑轨支架形式的位置检测系统。在对电机转子和滑轨支架进行运动学分析的基础上,给出了电机转子的单刚体运动学模型和带有滑轨支架的刚体系运动学模型。结合相应控制策略,在已知目标场点的情况下,对电机实际步进运动过程和位置检测系统输出进行了仿真研究。其结果为电机运动控制策略进一步的研究和实验方案设计提供了借鉴和参考。

高精度二相混合式步进电机控制系统研究

在二相混合式步进电机数学模型的基础上,针对电机低速运行时的振动和噪声过大的问题,研究了正弦脉宽调制细分驱动技术,开发出一种新型的基于单片机的多细分二相混合式步进电机驱动器。该系统主要分为数字控制部分、GAL片逻辑综合信号处理单元、SG3525恒流控制电路、驱动功放电路、过流保护及反馈电路和系统供电电源模块等。系统采用专用集成芯片和可编程逻辑器件,以8位单片机AT89C2051为控制核心,实现恒流控制、正/反转运行、过流保护和多档位细分等功能。实验结果表明,系统硬件和软件设计合理可行,各项技术指标均达到了设计要求。

步进模式数控系统插补算法的研究及实现

针对传统的单片机控制数控系统的缺陷,提出了基于步进模式的数控系统新的插补算法。算法分为前期数据预处理、DSP插补运算、数据下载、单片机动作实现等步骤;通过搭建基于DSP和单片机的多CPU结构的运动控制卡实验平台和设计上位机软件对算法进行了验证。在多CPU运动控制卡实验平台和数控铣床上完成了实验,实验表明新的算法能够有效地解决传统数控系统加工过程不流畅、加工效率不高、噪声大等问题。该算法为今后基于单片机、FPGA等数控系统的设计提供了参考。

永磁球形步进电动机及自适应控制方式

针对永磁球形步进电动机,运用卡尔丹角旋转建立了转子固连坐标系下电动机转子动力学模型.结合对步进式结构球形电动机进行电流控制的思想,设计了基于输入-输出稳定性理论的控制方案.然后,对电动机负载影响转子各轴向转动惯量的情况设计了一种新的自适应控制方案,使得转子在负载状况下仍然可以作连续轨迹(CP)运动.最后,结合已得的转矩模型,利用广义逆计算16个定子线圈的通电电流,完成了控制方案的实现.

三相反应式步进电动机建模及常用控制方法仿真

以三相反应式步进电动机结构及其电磁回路特点为基础建立了完整的仿真模型;在已建立模型的基础上对步进电动机常用控制方法进行了仿真研究。其结果对于反应式步进电动机的控制及设计有一定的参考价值。

步进电机控制系统建模及运行曲线仿真

为了优化开环情况下步进电机的控制,研究运行曲线和传动刚度对步进电机开环控制系统运动情况的影响。依据步进电机运行原理和系统动力学特性,建立控制系统数学模型。设计一种基于正矢函数,高阶平滑的加减速曲线,并与常见的匀加减速曲线和指数型加减速曲线进行了比较仿真。仿真结果表明正矢型加减速曲线能够更好地抑制运动过程中的冲击,减小终点位置的残余振动幅度。该控制方式适用于对运动精度和稳定性有较高要求的场合,在分幅式航空相机的摆扫控制中得到了成功的应用。

拍翼模型实验中一种控制实验模型运动的新方法

设计了一套运动机构和控制系统,利用单片机控制存储器以恒定速度读写来实现步进电机的位移脉冲,使实验模型按拍翼运动规律同步地平动和转动。叙述了实验装置的机械结构和控制系统组成,同时还对实验结果进行了分析。

0.35μm投影光刻机的逐场调平技术与套刻步进模型

介绍用于 0 .35μm投影光刻机的逐场调平技术 ,讨论其检测和控制原理 ,并作精度分析 ;讨论逐场调平对套刻精度的影响 ,并建立三轴测量逐场调平的套刻步进模型。

步进电机控制系统建模及加减速曲线优化

为了优化步进电机开环控制系统,对其加减速曲线的控制性能进行了研究。以步进电机运行原理为基础,建立了两相混合式步进电机开环控制系统仿真模型,设计了一种与电机矩频特性更为符合且可以用于实时在线计算的抛物线型加减速曲线算法,并与典型的匀加减速曲线算法、指数型加减速曲线算法进行了仿真比较分析,最后进行了实验验证。仿真和实验结果均表明,在相同的控制周期内,抛物线型加减速曲线的最大无失步转动角度有了显著提高,同时其中间过程的位置跟踪误差和平衡位置处的残余振荡误差也较小。抛物线型加减速曲线具有更快速的动态响应能力,已在某相控阵列天线的单元相位控制中得到了应用。

Nikon光刻机对准系统概述及模型分析

对准系统是光刻机中最精密复杂的部分,掌握对准原理是设计和使用光刻机的关键之一。阐述Nikon步进投影光刻机(Stepper)的对准机制,详细介绍目前应用于Nikon步进光刻机硅片对准的三种对准方式:LSA、FIA、LIA,比较它们的优缺点。并结合数学模型对影响Nikon对准模型信号强度进行分析,为提高对准精度提供了依据,对实际应用有一定的指导作用。

S7-200PLC在自动生产线中的应用

本文根据步进电机的最佳起动频率的数学模型和最高运行频率的数学模型,介绍基于S7-200PLC控制步进电机运动在自动生产线中的应用。论述了用STEP7 MicroWIN V4.0 SP5中位控向导组态运动包络及运动控制程序设计方法。

步进电动机旋转角加速度测试与拟合建模

介绍了步进电机的运动模型，采用自行研制的角加速度传感器对步进电机的单步运行、低频连续运行、低频丢步振荡、高频连续运行以及多种频率下的运行情况进行了实际的角加速度检测。采用不同的函数对角加速度曲线进行拟合，得到了相应的数学模型。找出了步进电机在正常连续运行时角加速度峰峰值与通电频率之间的关系式，为步进电机控制器或者控制算法的设计提供了技术支撑。

基于云模型的汽车前照灯弯道自适应系统建模与仿真

针对汽车上安装的前照灯具有固定照射范围,当汽车夜间转弯时前照灯无法调节照明角度,常在弯道内侧出现盲区等情况,首先建立了线性二自由度汽车模型、前照灯光轴水平方向调节模型和前照灯步进电机模型,然后提出了基于一维云模型控制的自适应前照灯系统控制算法,建立了汽车弯道行驶自适应前照灯控制系统模型并利用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明:该控制方法与增量式PID算法相比具有更好的自适应性和更强的鲁棒性,对提高夜间行车安全性具有重要意义.

投影光刻机的坐标系与套刻步进模型

本文介绍 0 .35μm(亚半微米 )投影光刻机的机器、硅片、掩模、硅片对准、掩模对准等的坐标系 ,并根据各坐标系讨论套刻时硅片工件台的步进模型。

一种使实验模型同步正弦平动和转动的新方法

由单片机控制步进电机的步进时间,实现了实验模型按正弦规律同步地平动和转动。叙述了实验装置的机械结构和控制器电路及软件编程要点,同时还对实验结果进行了分析。

二相混合式步进电机的高性能驱动器研究

研究二相混合式步进电机高性能驱动控制方法,实现减小低频振荡和改善矩频特性的目的。在常用升降速控制技术的基础上改进一种指数形式结合台阶模式的加减速控制方法。以Logistic增长方程为模型,提出一种基于调频调压驱动模式的电流补偿控制算法,即电机的供电电压实时跟踪运行频率的驱动方式。实验结果显著改善低频稳定性和矩频特性,具有一定的研究和经济价值。

单片机在立体仓库模型中的应用

介绍了一个立体仓库模型 ,这个模型包括机械部分、控制电路部分和管理软件部分 ,并对整个模型实现的功能做了介绍。详细介绍了由MCS - 5 1单片机构成的控制部分的功能 ,模型中用步进电机做执行元件的堆垛机位置控制和速度控制的软件实现方法 。