交流伺服电机的单片机控制及其应用

交流伺服电机的单片机控制及其应用

一、交流伺服电机的单片机控制及其应用(论文文献综述)

刘怀宾[1](2021)在《基于微流血型检测卡的全自动血型分析系统研究》文中提出近年来,医疗技术蓬勃发展,人们对健康的关注度日益提升,去医院体检的频率也不断提高,而血型检测作为日常体检的重要内容,对其检测效率有了更加严格的要求。传统血型检测仍使用纯手工操作或是使用半自动化设备,其人为因素导致效率低、准确率差、无溯源性,无法满足血站和大型医院的快速血型检测的需求。随着国外全自动化血型分析仪器逐渐走向国内市场,血型检测效率有了显着地提升,但技术的缺陷限制使得国产自动检测仪器难以普及,国外仪器又需要高额的采购成本,所以国内迫切需要发展和完善全自动血型分析技术。根据全自动血型分析仪器在国内的紧缺现状,本文分析了全自动血型分析系统的基本结构组成和使用性能,设计了一款使用微流血型检测卡的血型分析系统,使用STM32单片机、执行机构和上位机进行多模块集成,实现血型检测卡的装夹、转移、离心和判读等流程,并建立数据库,保存原始图像和处理结果,完善血型检测人员和检测图像信息。具体的研究内容如下:(1)查阅大量血型分析技术的国内外文献并调研自动化血型分析仪器在市场的应用需求,分析血型分析技术的基本原理和自动血型分析系统的组成结构,深究国内外血型分析仪器的研究现状和未来的发展方向。(2)分析使用微流血型检测卡进行血型分析的基本原理,根据全自动血型分析系统的结构组成确定系统设计方案,明确各部件运行工作流程,以此来确定系统的技术指标和参数。(3)设计全自动血型分析系统的硬件系统:通过系统参数对关键元器件进行选型计算,包括步进电机、伺服电机、工业相机和传感器等,并明确其驱动方式,搭建一套原理样机的硬件系统框架。(4)设计全自动血型分析系统的软件系统:完成并完善上位机界面,包括登录界面、主界面和开发人员界面;建立数据库,用于存储原始图像结果图像、人员信息和时间编号等信息;对下位机参数预设值以及工作模式设置;在上位机与下位机之间建立通信,实现数据和信息反馈。(5)对微流血型检测卡的图像进行数字图像处理,通过图像剪裁、定位分割、灰度化和滤波完成图像预处理操作;使用Sobel算子进行边缘信息处理,滤除边缘无用信息;使用图像信息熵的数字化方法得到血型判读结果;最后进行了大量重复性实验,验证血型判读结果的可靠性,血型分析系统的稳定性和可溯源性。综上所述,本文详细论述了基于微流血型检测的全自动血型分析系统的软硬件结构和技术指标参数,成功研制了原理样机,为国内使用微流血型检测卡实现全自动血型分析奠定了基础,具有广阔的应用前景。

王文奎[2](2021)在《基于改进智能算法的滑行灯伺服控制系统仿真研究》文中研究说明自动化和机电智能一体化技术的不断成熟标志着全方位智能化、人性化的工业发展趋势逐渐增强,智能照明技术也在日趋进步,而飞机滑行灯的固定模式无法满足驾驶员在夜间转弯时的安全性和舒适性需求。因此提出一种关于滑行灯的位置随动转向系统,以此为应用背景,通过研究有刷直流伺服电机和无刷直流电机的工作原理和控制方法,分别从理论上设计出了PID控制器、模糊PID控制器、特性观测器补偿控制器、BP神经网络PID控制器和基于模糊系数修正的BP神经网络PID控制器。并依次对两类伺服控制系统进行仿真分析,对比它们的响应速度,控制精度和抗干扰能力等响应特性。在根据实际需求建立灯具转角模型的前提下,首先以直流伺服电机为研究对象,通过分析其工作原理建立动力学模型及其闭环传递函数,再利用Matlab中的Simulink工具库搭建控制系统仿真模型,观测分析伺服电机在阶跃信号和正弦信号输入下的响应特性。然后以无刷直流电机为研究对象,建立其位置-速度-电流三闭环控制系统。采用空间矢量法驱动电机,对比研究位置控制器在运用不同算法下的优缺点。在此框架中,基于对滑行灯随动转向角位置精度、响应速度、抗干扰能力和动、静态稳定性等多个维度的考量,分析导致系统不良输出的主要影响因素并建立基于摩擦模型及负载模型指数收敛观测器补偿的模糊PID控制,经过仿真对比凸显出几种常规算法及其改进策略所存在的不足。继而结合BP神经网络和模糊理论建立新的PID复合控制算法。针对BP神经网络也存在收敛速度慢、训练样本获取困难且容易陷入局部极值等问题,依据补偿控制理论在神经网络前向网络和反向调节之间的节点位置引入修正系数,并利用模糊控制器对其作进一步在线调整,经仿真验证:改进后的智能控制算法具有较强的抗干扰能力和信号跟踪能力,且响应速度不低于常规控制策略。最后,根据系统结构完成软件设计并搭建以STM32F405微处理器和无刷直流电机为核心的硬件试验平台,通过对内环控制器参数的整定得出:转矩电流分量相比于磁通电流分量的控制器参数对系统的瞬态和稳态特性具有十分显着的调节作用,从而印证了前文以转矩干扰为主要因素检验系统性能的合理性,进而证明此改进智能控制算法在此低速位置控制系统中的可行性和优越性。

张番洺[3](2020)在《轨道板三维扫描测量系统机械结构与运动控制研究》文中提出无砟轨道板是铺设我国高速铁路的重要组成部分,列车运行的速度和平稳性与其尺寸精度有很大关系。目前无砟轨道板的尺寸测量主要还是以人工为主,工作效率低。因此论文结合轨道板的外形尺寸测量研发出了一套适用于制板厂对轨道板自动化、智能化检测的三维扫描装置。在对无砟轨道板进行完整扫描得到三维图形的基础上,依据数据处理软件对三维图形进行分析,自动生成测量报表,最终结合轨道板尺寸标准,判定所生产的每一块轨道板是否符合要求。论文主要研发了三维扫描装置和轨道板运输车的机械结构,同时研发了三维扫描装置的控制系统。首先,大量查阅近年来国内外有关无砟轨道板测量技术的文献资料,对国内外现有的轨道板测量技术进行分析、总结,并针对国内轨道板生产厂家实际的测量需求初步拟定研究方法和思路。其次,分析轨道板的尺寸要求,用Solidworks软件设计了三维扫描装置和轨道板运输车的结构,确定了三维扫描整体方案。三维扫描装置包括纵向运动机构、横向运动机构、竖向运动机构和刷动运动机构,轨道板运输车包括车架、行走装置、轨道基础等重要部分。并对三维扫描装置中的传动部件进行设计和选型。再次,使用Ansys Workbench有限元分析软件对底梁和门架在各个工况下静力学分析,并对门架动力学模态分析,验证了结构设计合理。在此基础上运用响应面优化设计方法对门架横梁进行轻量化设计,并对优化后的门架进行静、动特性分析,结果表明轻量化效果明显,优化后的门架强度、刚度满足要求。最后,根据三维扫描装置的机械结构和扫描流程,确定了三维扫描控制系统的总体方案。完成了控制系统硬件的选型,伺服驱动器外围控制回路和单片机控制回路的设计。在分析并掌握三维扫描装置运动方式及工作要求的前提下,用MDK5软件对单片机完成了软件编程,并结合Lab VIEW虚拟仪器开发平台和Proteus嵌入式仿真软件对伺服控制系统进行仿真实验,利用Lab VIEW开发了伺服电机的测控系统,实现了对伺服电机工作状态的实时监测,为实现三维扫描的自动化奠定了坚实的基础。

孙鹏[4](2020)在《基于线性自抗扰控制的伺服电缸加载系统设计》文中指出伺服电缸加载系统具有结构紧凑、响应速度快、抗过载能力强、占用空间小等特点,被广泛应用在工程机械、压力实验设备、航空航天等各个领域。而随着科学技术不断地发展,伺服电缸也朝着大推力、智能化、数字化的方向发展。本课题受大连理工大学工程抗震研究所的委托,开发了一套以STM32微处理器为控制核心的伺服电缸加载系统。本文的研究方法和内容主要包括以下几个方面:首先,通过查阅相关文献,分析并整理了国内外对伺服电缸控制系统的研究现状,包括间隙非线性补偿算法的研究等;探讨了伺服电缸的结构以及相关控制理论,论证了采用伺服电缸作为加载设备的可行性。其次,提出了以单片机和伺服电缸为核心的总体控制方案,进行了伺服电缸加载系统的机械结构设计和相关零部件的选型;根据控制系统的性能,完成了完成微处理器的选型,并设计了相关的外围硬件电路。接着,分析了反向间隙产生的原因,介绍了反向间隙常用的数学模型,建立了交流伺服电机的数学模型,并完成整个伺服电缸加载系统的建模工作;结合经典PID控制器,搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,实现闭环控制,并在此基础上分析了控制系统的稳定性及PID控制系统的优缺点。最后,针对伺服电缸加载系统中信号跟踪误差大、输出滞后等复杂问题,提出了采用线性自抗扰控制器的控制方案,该控制器具有抗扰动性能良好、动态响应速度快等优点。论文根据土工实验的要求,借助仿真和实验的方式,验证了线性自抗扰控制器与经典PID控制器相比,系统拥有更好的动态性能和信号跟踪准确度。

伦美超[5](2020)在《无人救助船用二自由度稳定平台设计》文中提出本文主要对用于无人救助船的二自由度稳定平台进行设计,包括稳定平台的机械结构设计和控制系统的设计。当海况恶劣时,因为海浪的晃动导致抛绳器发射的救援器具很难达到目标附近,因此设计能够补偿救助船横摇和纵摇的稳定平台,使安装平台上的抛绳器发射角度相对大地稳定,可以提高救助成功率。根据实际应用需求,稳定平台要具有体积小重量轻的特点,因此选择了串行结构的稳定平台,外框架和上框架分别为O型结构和U型结构,且平台主要框架结构为铝合金材料。外框架电机竖直安装,通过直角型减速器带动外框架,可有效减小平台结构尺寸。为了避免抛绳器发射对稳定平台结构产生影响,在外框架安装了电磁制动器。轴系结构采用了角接触球轴承,该轴承能够同时承受轴向力及径向力,外框连接结构使用的胀紧套可以防止电机过载。为了保证平台零件能够满足使用强度要求,对主要受力零件进行了应力分析。在控制系统中通过陀螺仪采集平台摆动角度,单片机通过PID算法产生脉冲信号控制伺服电机。整个设备和上位机之间的通信格式符合MODBUS协议。本文完成了稳定平台的加工装配,定制加工了配套回收绞车。完成了整个抛绳救助控制系统的设计,编写出了单片机控制系统的嵌入程序,设计和搭建了系统的电气控制箱。确定整个设备的空间布局,保证抛绳救助设备能够有效工作。建立了电机的数学模型,并且通过simulink进行系统的仿真分析,证明了电机控制策略的正确性和合理性。最后在IARworkbench集成开发环境对控制程序仿真运行,各个控制指令能够改变单片机引脚电平,进而通过继电器控制各设备。

丁进[6](2020)在《基于多电机协同的4D动感座椅控制系统研究与实现》文中进行了进一步梳理动感影院作为新型体感类娱乐行业的代表产品之一,极大丰富了人们的日常休闲方式。4D动感座椅控制系统作为动感影院的中枢,其控制性能的优劣直接影响观影者的体验效果和商家的经济效益。其中,4D动感座椅各轴电机的协同能力和控制精度是系统研究设计所面临的关键技术难题,同时也是判断系统控制性能是否优越的重要因素。因此,对4D动感座椅控制系统的研究具有重要的实际工程意义。本文以基于伺服系统的三自由度运动控制平台为研究对象,以提高4D动感座椅各轴的协同能力和控制精度为目标,以各轴作为多电机的同步控制方法的理论研究为切入点,围绕基于伺服系统的三自由度运动控制平台的机械结构设计、硬件电路的搭建、系统上位机控制软件的开发和下位机控制程序的设计进行了深入研究,本文的具体研究内容如下:通过查阅大量国内外文献,了解4D动感座椅控制系统的研究现状并总结研究动向。分析4D动感座椅控制系统的控制需求及相关基本特性因素,根据分析对4D动感座椅控制系统进行总体方案设计。针对4D动感座椅各轴的协同控制性能要求,以永磁同步电机为执行器,基于环形耦合控制策略,设计了一种基于滑模变结构的多电机同步控制器,从理论层面实现了各电机速度能够快速跟随给定速度的目的,表明所设计的控制器是有效的,系统协同能力较强。针对4D动感座椅各轴的控制精度需求,在硬件上选取优良的核心处理器和伺服驱动系统,上位机控制软件采用高级语言进行开发,匹配高性能的伺服电动缸,各轴的位置控制精度能够得到有效保证。针对4D动感座椅控制系统的实现问题,搭建了三自由度运动控制平台,形成了一个初步样机。通过对样机进行系统功能的实验测试,结果表明本文所设计的控制系统能够使4D动感座椅的各轴按照影片动作配置文件的既定轨迹进行运动,基本达到了 4D动感座椅控制系统的预期效果,体现了本文所设计的总体方案是正确且有效的。

连亚洲[7](2020)在《自动血型检测工作站电子学系统设计》文中指出目前,随着血型分析的需求越来越广泛,医院血型检测的工作量也越来越大,自动化血型分析设备可以解决大量标本数据处理问题,使操作过程标准化、规范化,大大减轻工作人员的工作强度,提高了检测的准确度和特异性,保证血液检测质量。本文以自动血型检测工作站电子学系统的研发过程为主要内容,提出了完整可行的系统设计方案。本文的主要研究内容包括:单片机系统的设计;微量自动加样;微流血型检测卡离心、震动与精密定位技术等。该系统利用C8051F380作为核心,实现了多电机的协调控制;利用电压转换器以及稳压电路的设计,满足了驱动器以及控制板上的电压使用。利用液位探测电路的设计,实现了在取样过程中对血样的检测。利用单片机的定时器中断实现了电机阶梯式变速运动控制,利用离心电机的变速运动实现了血样在微流检测卡中的微流控制。通过对系统的运动过程的分析合理设计了运动时序,实现了96个样品与24个试剂检测盘之间的加样过程。为了满足吸取样品量的精度,利用购买的微型柱塞泵,实现了对加样精度的要求。利用凹槽式光电传感器,满足了电机每次复位的位置是一致的。微型检测盘在离心转动时对精度的要求非常高,利用直流伺服电机和伺服控制器,配高精度编码器实现了微流血型检测卡的离心、震动和转动定位。嵌入式软件设计,主要采用的是C语言进行编写,围绕着硬件功能设计,实现了各个电机之间动作相互配合,在最短的时间内完成所要求的动作。最终完成了仪器的调试工作,成功的实现了取盘、取样、加样、离心等动作。证明该控制系统的性能指标符合自动血型检测工作站的系统设计要求。

张勇[8](2020)在《微细孔加工用旋转电火花超细铜管电极超声加工技术研究》文中研究指明旋转电火花铜管电极适用于加工难切削导电材料以及复杂结构上大量的精密型微孔。随着高精端设备减重、散热、通气等需求增加,有相当多数量的零部件上需要进行各种微细孔的加工,超细铜管电极有很大的需求量。铜管电极传统加工利用机械滚压方式进行管芯分离这一工序,机构磨损严重,自动化程度低。利用超声加工使电极铜管发生微塑性变形,能够完成电极铜管与芯模的脱离。本文在分析铜管生产方法以及超声滚压加工原理的基础上,设计搭建了旋转电火花超细铜管电极的超声加工设备,并进行了超声加工工艺试验研究。本论文主要完成的工作有:首先,完成了设备的机械结构设计。对机械结构中的平台往复运动装置、旋转夹持装置、工具头运动装置以及超声系统进行设计和选型;利用ANSYS WORKBENCH软件对超声工具头进行仿真设计,利用Solidworks三维软件最终完成整体设备的建模及干涉分析,完成机械本体搭建。第二,根据超声加工工艺流程,完成了超声加工设备控制系统的设计。首先分析运动过程,确定设备总体控制方案及上下位机软件流程设计。利用Delphi和Keil5软件进行控制系统设计;最后根据ARM单片机的电路原理,完成控制硬件电路连接设计,最终完成控制硬件连接。第三,设计完成了基础加工试验。通过反向间隙测量试验,得到设备的工具头运动反向间隙为9.6μm,同时进行软件补偿;设计开展铜箔单因素试验,以铜箔厚度变化以及表面粗糙度为指标,初步确定加工参数范围:超声波能量范围为6~11J,超声工具头输出振幅百分比为60%~90%,平台进给速度范围为80~220mm/min,预设压力范围为1~3N。第四,设计完成了超细铜管电极超声加工试验。通过实际加工测试对导向机构进行选择。分析确定V型块做导向装置,为正交试验提供条件;再进行铜管电极正交加工试验,通过极差分析和方差分析对试验结果进行分析,对表面粗糙度影响显着的因素由强到弱分别为:预设压力、主轴转速、振幅、超声能量、平台移动速度。最优加工参数组合为:预设压力为2N、主轴转速为1100r/min、超声工具头输出振幅百分比为65%、超声能量为7J、平台移动速度为180mm/min。优化加工参数后进行管坯外径0.25mm铜管电极加工测试,能够实现长度在1000mm以内的管坯抽芯,表面粗糙度在0.45μm以下,圆度误差控制在5μm以下,管壁厚度均匀无明显缺陷。

霍召晗[9](2020)在《永磁同步电机驱动控制器设计与控制算法研究》文中认为本文分析了永磁同步电机的机械结构、工作原理和数学模型,针对永磁同步电机的转速控制提出了两种新的控制算法。为验证本文所提算法的控制效果,首先进行了MATLAB/Simulink仿真实验,仿真成功之后又对其进行了硬件实验研究,进一步验证了所提控制算法的有效性。1、针对传统PID控制算法无法实时跟随系统参数变化的缺点,提出了基于小波神经网络PID控制算法的永磁同步电机转速控制算法。由小波神经网络和增量式PID共同构成转速环控制器,采用三层前馈式人工神经网络,基于梯度下降纠正误差法在线训练更新网络参数,根据系统运行参数的变化,实时更新PID参数值,有效提高了电机的调速性能。2、针对传统指数趋近律滑模控制算法所存在的系统抖振问题,提出了一种基于新型趋近律的永磁同步电机转速滑模控制算法,在传统指数趋近律当中引入加权积分型增益,在增益项当中引入切换函数和积分增益绝对值,在滑模面函数趋近于零时,使切换项增益明显变小,从而抑制系统抖振;当系统在趋近模态阶段时,加权积分项的引入,可有效增大系统趋近速度,使系统快速收敛。基于本文提出的新型趋近律,设计了速度控制器,将其应用到永磁同步电机控制系统当中,有效抑制了系统抖振,实现了对永磁同步电机转速的高精度控制。为了对本文所提两种控制算法进行实际控制实验,针对实验室已有永磁同步电机驱动控制器的不足,对其进行了改进设计。采用TI公司生产的DSP TMS320F28335作为电机驱动控制器的主控制芯片,完成了永磁同步电机驱动控制器控制电路的电路原理图设计和PCB制板焊接,以及对永磁同步电机控制系统软件工程的建立。在DSP软件开发环境CCS6.0下,采用C语言编程实现了电机转子位置信号的读取、PWM波的产生、PI控制算法等基本功能。在前述工作的基础上分别将两种控制算法进行C语言编程,应用到所设计的永磁同步电机驱动控制器当中,对其进行了硬件实验研究。通过对比实验结果,进一步验证了本文所提两种控制算法的实际有效性,同时也验证了本文所设计的电机驱动控制器运行的可靠性。

王振泽[10](2019)在《铸造件磨削加工机器人力反馈主从控制方法研究》文中研究表明本文密切结合铸造件后处理打磨的实际工程需求,以一种并联力反馈手柄为主手,以Tricept混联机器人为从手,对力反馈主从控制磨削控制策略与实现方法开展深入研究。首先,在简要分析力反馈手柄机械结构的基础上,根据封闭矢量法建立该力反馈手柄的运动学模型,根据虚功原理法建立机构的静力学模型。其次,在分析Tricept混联六自由度机器人机构构型基础上,根据封闭矢量法并结合数值迭代和D-H方法建立该机器人的运动学模型。然后,提出一种基于位置增量的主从跟随方法,设计一种基于三次B样条数学函数的机器人轨迹规划与运动控制方法,采用运动控制器CK3M,并基于EtherCAT总线技术,实现并验证该算法的有效性。针对力反馈手柄提出一种力反馈补偿算法,基于静力学模型以及力反馈算法,采用STM32单片机实现并验证力反馈算法的有效性。最后,以力反馈手柄为操作主端,采用运动控制器、伺服驱动搭建了运动控制系统,以Tricept混联机器人作为从端机器人,完成力反馈主从控制磨削机器人的构建。借助Lab VIEW、Power PMAC IDE软件,完成力反馈主从控制磨削机器人功能层软件以及应用层软件的开发。设计实验验证力反馈主从控制算法以及机器人运动控制方法的可行性,为力反馈主从控制磨削机器人的产品开发奠定技术基础。

二、交流伺服电机的单片机控制及其应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、交流伺服电机的单片机控制及其应用(论文提纲范文)

(1)基于微流血型检测卡的全自动血型分析系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1 章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 血型分析技术
        1.2.2 自动血型分析系统
    1.3 课题研究意义
    1.4 论文的主要任务及结构安排
第2 章 全自动血型分析系统总体设计
    2.1 血型判读原理
    2.2 系统结构组成与功能分析
    2.3 系统工作流程和技术指标
    2.4 本章小结
第3 章 全自动血型分析系统硬件设计
    3.1 硬件总体设计
    3.2 关键器件选型及硬件设计
        3.2.1 控制器选型
        3.2.2 光电传感器选型
        3.2.3 步进电机选型
        3.2.4 伺服电机选型
        3.2.5 工业相机选型
    3.3 电机驱动
        3.3.1 步进电机驱动
        3.3.2 伺服电机驱动
    3.4 本章小结
第4 章 全自动血型分析系统软件设计与开发
    4.1 血型分析系统控制方案
    4.2 上位机软件设计
        4.2.1 登录界面
        4.2.2 主界面
        4.2.3 开发人员界面
    4.3 上位机与下位机通讯
    4.4 本章小结
第5 章 血型检测卡图像识别技术研究
    5.1 微流血型检测卡图像预处理
        5.1.1 初步剪裁
        5.1.2 定位分割
        5.1.3 图像灰度化
        5.1.4 平滑滤波
    5.2 血型检测卡的图像识别算法研究
        5.2.1 边缘处理
        5.2.2 特征提取
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 图像获取及处理实验
        5.3.2 测试指标
    5.4 本章小结
第6 章 总结与展望
    6.1 工作结论
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(2)基于改进智能算法的滑行灯伺服控制系统仿真研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 自适应照明技术发展现状
        1.2.2 智能控制概述
        1.2.3 无刷直流电机的控制研究现状
    1.3 主要研究内容及创新点
        1.3.1 主要内容
        1.3.2 论文创新点
    1.4 本章小结
第2章 系统建模及伺服电机控制原理
    2.1 建立转角模型
    2.2 建立执行机构动力学模型
    2.3 建立电机数学模型
        2.3.1 直流伺服电机数学模型
        2.3.2 无刷直流电机的基本结构和数学模型
    2.4 无刷直流电机的工作原理
    2.5 无刷直流电机的运动特性
        2.5.1 启动特性
        2.5.2 工作特性
        2.5.3 调速特性
    2.6 本章小结
第3章 观测器补偿FPID伺服电机控制仿真
    3.1 模糊PID控制器
        3.1.1 PID控制算法
        3.1.2 模糊自整定原理
    3.2 模糊PID控制器设计
        3.2.1 选择变量及模糊化
        3.2.2 建立模糊规则
        3.2.3 Simulink仿真
    3.3 基于摩擦模型观测器补偿FPID控制
        3.3.1 建立摩擦模型
        3.3.2 系统仿真
    3.4 基于负载模型的指数收敛观测器补偿FPID控制
        3.4.1 建立基于负载模型的指数收敛观测器
        3.4.2 系统仿真
    3.5 本章小结
第4章 模糊系数修正BP-PID伺服电机控制仿真
    4.1 BP神经网络PID控制
        4.1.1 BP神经网络
        4.1.2 BP神经网络PID控制器的设计
    4.2 模糊控制调节
    4.3 扰动补偿理论
    4.4 控制算法流程:
    4.5 Simulink仿真分析
        4.5.1 初始化
        4.5.2 参数优化
        4.5.3 阶跃响应
        4.5.4 正弦响应
    4.6 本章小结
第5章 无刷直流电机控制仿真
    5.1 控制方案的选择
        5.1.1 无刷直流电机的矢量控制
        5.1.2 坐标变换
        5.1.3 SVPWM技术
    5.2 无刷直流电机控制系统仿真模型的构建
        5.2.1 电机本体模块
        5.2.2 逆变器模块
        5.2.3 坐标变换模块
        5.2.4 SVPWM调制模块
        5.2.5 控制器模块
    5.3 仿真结果分析
        5.3.1 负载干扰
        5.3.2 励磁电流干扰
        5.3.3 位置随动综合分析
    5.4 本章小结
第6章 内环参数整定试验与分析
    6.1 实验平台简介
        6.1.1 硬件部分
        6.1.2 软件部分
    6.2 试验分析
        6.2.1 新建MDK工程
        6.2.2 下载程序
        6.2.3 参数调节
    6.3 本章小结
总结与展望
    1 全文总结
    2 工作展望
参考文献
致谢
附录A 指数收敛观测器(S函数部分程序)
附录B BP神经网络PID控制(S函数部分程序)
附录C 攻读硕士学位期间发表的论文

(3)轨道板三维扫描测量系统机械结构与运动控制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 轨道板检测技术发展现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究内容
第二章 三维扫描装置设计
    2.1 三维扫描装置机械系统设计
        2.1.1 直线运动单元的设计
        2.1.2 刷动运动机构的设计
        2.1.3 底梁基础设计
    2.2 三维扫描装置传动系统设计
        2.2.1 三维扫描装置传动部件选型
    2.3 三维扫描装置整体结构
    2.4 轨道板运输车设计
        2.4.1 结构设计
    2.5 三维扫描整体方案
    2.6 本章小结
第三章 三维扫描装置有限元分析
    3.1 有限元分析简介
    3.2 关键零部件有限元分析
        3.2.1 底梁有限元静力学分析
        3.2.2 门架有限元静力学分析
        3.2.3 门架有限元动力学分析
    3.3 关键零部件轻量化设计
        3.3.1 门架的横梁响应曲面优化设计
        3.3.2 横梁优化设计数学模型
        3.3.3 横梁参数化模型建立
        3.3.4 实验设计
        3.3.5 响应面分析过程
        3.3.6 基于筛选算法的门架横梁优化
    3.4 优化后门架模态分析
    3.5 本章小结
第四章 三维扫描装置控制系统设计
    4.1 控制系统总体方案设计
        4.1.1 多电机同步控制
        4.1.2 伺服电机转速测量
    4.2 控制系统的硬件设计
        4.2.1 硬件选型
        4.2.2 电气系统设计
    4.3 控制系统的软件设计
        4.3.1 软件设计
        4.3.2 单片机程序设计
    4.4 本章小结
第五章 基于Lab VIEW和单片机的伺服电机测控系统
    5.1 软件简介
        5.1.1 LabVIEW
        5.1.2 Proteus
    5.2 仿真串口通讯
        5.2.1 Proteus—下位机部分
        5.2.2 Lab VIEW—上位机部分
    5.3 测控系统设计
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(4)基于线性自抗扰控制的伺服电缸加载系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题所属研究领域
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 伺服电缸的研究现状
        1.2.2 间隙非线性补偿的研究现状
    1.3 论文主要内容及章节设置
2 伺服电缸加载系统的整体方案设计
    2.1 研究目标和总体实现功能
    2.2 伺服电缸的选型设计
    2.3 压力室的工作原理与设计
    2.4 加载系统关键部件选型
        2.4.1 通信模块的选型
        2.4.2 测量传感器的选型
    2.5 控制系统的硬件电路设计
        2.5.1 微处理器的选型
        2.5.2 STM32系统板的设计
        2.5.3 信号调理电路的设计
    2.6 本章小结
3 伺服电缸控制系统的建模及其仿真分析
    3.1 控制系统主要组成及其工作原理
    3.2 非线性间隙模型
        3.2.1 非线性间隙产生的原因
        3.2.2 非线性间隙的数学模型
        3.2.3 迟滞非线性模型参数测量
    3.3 交流伺服电机的数学模型
        3.3.1 永磁同步电机数学模型
        3.3.2 闭环永磁同步电机驱动器模型
    3.4 伺服电缸传动机构的数学模型
    3.5 伺服电缸加载系统模型
    3.6 伺服电缸加载系统的稳定性分析
    3.7 经典PID控制系统的仿真分析
    3.8 本章小结
4 伺服电缸线性自抗扰控制器的设计
    4.1 自抗扰控制器的起源
    4.2 线性自抗扰控制器结构
        4.2.1 线性扩张状态观测器
        4.2.2 线性状态误差反馈率
    4.3 线性自抗扰控制器性能分析
        4.3.1 线性扩张状态观测器的收敛性分析
        4.3.2 线性自抗扰控制器的抗干扰分析
    4.4 线性自抗扰控制器的设计
        4.4.1 线性自抗扰控制器算法的实现
        4.4.2 线性自抗扰控制器参数的整定
    4.5 仿真与分析
    4.6 本章小结
5 伺服电缸加载系统的实验研究
    5.1 加载系统实验装置的搭建
    5.2 以太网通信及数据处理
    5.3 加载系统下位机程序设计
    5.4 加载系统上位机程序设计
    5.5 实验验证与数据分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(5)无人救助船用二自由度稳定平台设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 课题组研究现状
    1.3 本文研究内容
2 二自由度稳定平台总体方案设计
    2.1 稳定平台需求分析
    2.2 机械结构方案设计
        2.2.1 结构形式的选择
        2.2.2 驱动元件的选择
        2.2.3 制动器类型的选择
        2.2.4 抛绳救助整体设备
    2.3 控制系统方案设计
        2.3.1 总体控制方案
        2.3.2 伺服驱动方案
        2.3.3 通信协议方案
    2.4 本章小结
3 稳定平台机械结构设计
    3.1 平台主要载荷分析
        3.1.1 惯性载荷扭矩
        3.1.2 重力载荷扭矩
        3.1.3 后坐力载荷扭矩
    3.2 轴系结构设计
        3.2.1 横摇角轴系结构
        3.2.2 纵摇角轴系结构
        3.2.3 传动轴和框架的连接
        3.2.4 轴承的安装和校核
    3.3 电机指标的匹配
        3.3.1 转速匹配
        3.3.2 功率匹配
        3.3.3 惯量匹配
    3.4 主要受力零件强度校核
        3.4.1 制动器传动轴强度校核
        3.4.2 外框支撑架强度校核
        3.4.3 上框支撑架强度校核
    3.5 稳定平台加工装配
    3.6 本章小结
4 稳定平台控制系统设计
    4.1 系统电路与控制硬件
        4.1.1 系统电路和电控箱结构
        4.1.2 单片机处理器
        4.1.3 倾角采集陀螺仪
        4.1.4 伺服电机驱动器
    4.2 系统控制流程与稳定算法
        4.2.1 系统工作流程
        4.2.2 单片机程序执行流程
        4.2.3 PID稳定算法
        4.2.4 PID参数整定
    4.3 MODBUS通信协议
        4.3.1 协议介绍
        4.3.2 以太网数据到RS485数据转换
        4.3.3 数据协议格式
        4.3.4 系统故障处理
    4.4 本章小结
5 稳定平台系统运动仿真和控制系统开发
    5.1 稳定平台系统运动仿真
        5.1.1 平台动力学模型
        5.1.2 伺服驱动系统模型仿真
    5.2 控制系统开发
        5.2.1 IAR Embedded Workbench简介
        5.2.2 控制系统调试
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(6)基于多电机协同的4D动感座椅控制系统研究与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多电机同步控制策略的研究现状
        1.2.2 4D动感座椅控制系统的国内外研究现状
    1.3 有待进一步研究的问题
    1.4 论文研究内容及结构安排
第2章 4D动感座椅控制系统分析与总体方案设计
    2.1 引言
    2.2 4D动感座椅的基本控制需求
    2.3 4D动感座椅控制系统分析
        2.3.1 4D动感座椅控制系统动力源的驱动方式分析
        2.3.2 4D动感座椅控制系统的结构类型分析
        2.3.3 4D动感座椅的控制方式分析
    2.4 示教采集系统的方案设计
    2.5 4D动感座椅控制系统的总体方案设计
    2.6 本章小结
第3章 4D动感座椅的多电机协同控制方法研究
    3.1 引言
    3.2 多电机协同控制策略
    3.3 永磁同步电机数学模型的建立
        3.3.1 三相静止A-B-C坐标轴系下永磁同步电机的数学模型
        3.3.2 坐标变换
        3.3.3 d-q旋转坐标系下永磁同步电机数学模型的建立
    3.4 滑模变结构的多电机同步控制器设计
        3.4.1 滑模变结构的基本理论概述
        3.4.2 多电机同步控制器设计
    3.5 仿真实验及结果分析
    3.6 本章小结
第4章 4D动感座椅控制系统硬件组成与软件设计
    4.1 三自由度4D动感座椅的机械结构设计
    4.2 4D动感座椅系统的硬件组成
        4.2.1 示教采集系统的关键设备分析
        4.2.2 4D动感座椅控制系统的关键设备分析
    4.3 上位机控制软件的开发
        4.3.1 软件开发的编程语言概述
        4.3.2 上位机控制软件的分析设计
    4.4 下位机控制程序的设计
        4.4.1 下位机编程工具概述
        4.4.2 PLC控制程序设计
    4.5 本章小结
第5章 4D动感座椅控制系统的实验测试结果与分析
    5.1 4D动感座椅控制系统的实验装置
    5.2 系统功能测试
    5.3 实验测试过程中所遇到的问题及解决方法
    5.4 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间主要研究成果
致谢

(7)自动血型检测工作站电子学系统设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 微流血型检测卡
    1.4 论文安排
第2章 自动血型检测仪整体结构
    2.1 血型检测仪的整体结构
        2.1.1 机械手结构
        2.1.2 离心结构
        2.1.3 试剂盘输送结构
        2.1.4 取针、取样结构
        2.1.5 样品推送结构
        2.1.6 注射器结构
    2.2 自动血型检测仪的整体运动
第3章 自动血型检测仪电子学硬件设计
    3.1 单片机系统
        3.1.1 单片机选择
        3.1.2 JTAG电路设计
        3.1.3 复位电路设计
    3.2 其他部分电路设计
        3.2.1 电压转换设计
        3.2.2 液位探测设计
    3.3 I/O口分配
        3.3.1 光电开关I/O口分配
        3.3.2 驱动器I/O口分配
        3.3.3 单片机I/O分配
第4章 三维运动电子学系统设计
    4.1 平动机构设计
    4.2 电机驱动方式
    4.3 电机定位设计
    4.4 嵌入式软件设计
        4.4.1 步进电机的细分控制
        4.4.2 电机运行速度设计
        4.4.3 步进电机的升降速控制
        4.4.4 定时器时间常数设计
        4.4.5 取盘运动过程
        4.4.6 取样运动过程
        4.4.7 样品推送运动过程
    4.5 三维运动实验
第5章 其他运动电子学系统设计
    5.1 机械手机构控制设计
        5.1.1 机械手控制设计
        5.1.2 新盘位置检测
        5.1.3 机械手运动流程
    5.2 离心结构控制设计
        5.2.1 伺服电机
        5.2.2 离心控制设计
        5.2.3 离心结构运动流程
        5.2.4 离心实验
    5.3 注射器设计
        5.3.1 微型柱塞泵
        5.3.2 注射器控制系统设计
        5.3.3 注射器运动过程
        5.3.4 实验
第6章 通信系统设计
    6.1 串口通信设计
    6.2 加样指令设计
    6.3 调试指令设计
        6.3.1 复位协议设计
        6.3.2 电机转动指定步数协议设计
        6.3.3 注射器吸/吐样指定微升数协议设计
        6.3.4 写存储区指令设计
        6.3.5 读存储器指令设计
        6.3.6 读取当前状态指令设计
第7章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
作者简介
致谢

(8)微细孔加工用旋转电火花超细铜管电极超声加工技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 铜管加工技术介绍
        1.2.1 挤压法
        1.2.2 上引法
        1.2.3 焊接法
        1.2.4 铸轧法
    1.3 实际生产中的问题
    1.4 超声滚压加工原理及优势
        1.4.1 超声滚压加工原理
        1.4.2 超声滚压加工优势
    1.5 课题研究内容
第二章 铜管电极超声加工设备设计
    2.1 超细铜管电极超声加工设备的机械结构总体方案设计
    2.2 加工设备主要部件选型与设计
        2.2.1 超声加工设备性能要求
        2.2.2 往复运动装置选型与设计
        2.2.3 铜管旋转装置设计与选型
        2.2.4 工具头进给装置设计
        2.2.5 辅助装置设计
    2.3 超声系统选型与设计
        2.3.1 超声波驱动电源选型
        2.3.2 超声波换能器选型
        2.3.3 超声变幅杆选型
        2.3.4 超声工具头设计
    2.4 超细铜管电极超声加工设备建模
        2.4.1 建模原则
        2.4.2 设备结构静态干涉分析
    2.5 本章小结
第三章 超细铜管电极超声加工设备控制系统设计
    3.1 超细铜管电极超声加工设备数控系统简介与设计
    3.2 数控系统整体设计方案
    3.3 通讯方式介绍及选择
    3.4 上位机软件运行平台选择及开发软件
        3.4.1 不同操作系统控制方面应用
        3.4.2 上位机开发环境简介
    3.5 通讯模块程序设计
        3.5.1 MSComm串口通讯基本原理
        3.5.2 上位机串口通讯部分代码
        3.5.3 USB串口通讯基本原理
        3.5.4 下位机串口通讯部分代码
    3.6 上位机系统设计
        3.6.1 用户界面模块
        3.6.2 上位机译码处理模块
    3.7 下位机系统设计
        3.7.1 下位机译码处理模块
        3.7.2 压力控制模块
        3.7.3 运动控制模块
    3.8 超声加工设备控制系统硬件接线
    3.9 本章小结
第四章 超声加工基础试验
    4.1 超声加工设备安装调试
    4.2 工具头进给装置调试
        4.2.1 测量方案
        4.2.2 反向间隙试验
        4.2.3 反向间隙补偿
    4.3 超声加工铜箔试验
        4.3.1 实验材料属性
        4.3.2 方案铜箔加工单因素试验方案
        4.3.3 测量仪器与设备
        4.3.4 铜箔加工试验及分析
        4.3.5 铜箔加工试验结论
    4.4 本章小结
第五章 超细铜管电极超声加工试验
    5.1 导向机构选择
        5.1.1 试验设计及实施
        5.1.2 导向机构测试结果分析
    5.2 超声加工铜管电极正交试验
        5.2.1 测量仪器与设备
        5.2.2 正交试验方案
        5.2.3 正交试验实施
        5.2.4 正交试验结果分析
    5.3 参数优化后加工试验
        5.3.1 试验设计及实施
        5.3.2 试验结果及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 不足与展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢

(9)永磁同步电机驱动控制器设计与控制算法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 PMSM的发展与控制研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 PMSM数学模型和矢量控制系统
    2.1 PMSM的结构
    2.2 PMSM的数学模型
        2.2.1 坐标变换
        2.2.2 PMSM数学模型的建立
    2.3 空间电压矢量脉宽调制
    2.4 PMSM矢量控制系统
    2.5 本章小结
第三章 基于小波神经网络PID的 PMSM转速控制
    3.1 PMSM转速控制系统
    3.2 小波神经网络PID速度控制器设计
        3.2.1 增量式PID
        3.2.2 小波神经网络
    3.3 仿真实验与结果分析
    3.4 本章小结
第四章 基于新型趋近律的PMSM转速控制
    4.1 新型指数趋近律和稳定性分析
    4.2 滑模速度控制器设计
    4.3 仿真实验与结果分析
    4.4 本章小结
第五章 PMSM驱动控制器设计与软件工程建立
    5.1 设计软件Altium Designer10
    5.2 控制电路设计
        5.2.1 DSP主要外围电路设计
        5.2.2 DSP芯片A/D保护电路和校正电路设计
        5.2.3 DSP编码电路设计和控制板制板焊接
    5.3 PMSM驱动控制器硬件系统
    5.4 PMSM软件工程设计
        5.4.1 算法程序
        5.4.2 开发环境
    5.5 本章小结
第六章 控制算法的硬件实验
    6.1 基于小波神经网络PID的 PMSM转速控制硬件实验
    6.2 基于新型趋近律的PMSM转速控制硬件实验
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(10)铸造件磨削加工机器人力反馈主从控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
    1.1 研究课题的背景和意义
    1.2 国内外发展和研究现状
        1.2.1 铸造件磨削加工设备现状
        1.2.2 力反馈主从控制概述
        1.2.3 力反馈设备发展现状
        1.2.4 力反馈主从控制策略研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 力反馈手柄及其运动学、静力学模型
    2.1 引言
    2.2 力反馈手柄
    2.3 力反馈手柄运动学模型
        2.3.1 力反馈手柄系统描述与坐标系建立
        2.3.2 力反馈手柄位置逆解分析
        2.3.3 力反馈手柄位置正解分析
        2.3.4 力反馈手柄工作空间分析
    2.4 力反馈手柄静力学分析
        2.4.1 力反馈手柄雅克比矩阵
        2.4.2 力反馈手柄静力学模型
    2.5 本章小结
第三章 Tricept机器人及其运动学模型
    3.1 引言
    3.2 从端机器人
    3.3 Tricept机器人运动学模型
        3.3.1 系统描述与坐标系建立
        3.3.2 运动学逆解模型
        3.3.3 运动学正解模型
    3.4 本章小结
第四章 主从位置跟随算法以及力反馈算法
    4.1 引言
    4.2 主从位置跟随运动算法
        4.2.1 主从异构型系统位置跟随方法
        4.2.2 Tricept机器人运动控制方法
    4.3 力反馈手柄力补偿
        4.3.1 力补偿算法
    4.4 本章小结
第五章 力反馈主从控制系统构建与实现
    5.1 引言
    5.2 力反馈主从控制系统的硬件支撑
        5.2.1 力反馈手柄子系统
        5.2.2 运动控制子系统
        5.2.3 从端Tricept机器人子系统
    5.3 力反馈主从控制系统的软件实现
        5.3.1 力反馈手柄数据处理软件
        5.3.2 Tricept机器人运动控制系统软件开发
        5.3.3 应用层软件开发
    5.4 力反馈主从控制效果验证
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

四、交流伺服电机的单片机控制及其应用(论文参考文献)

  • [1]基于微流血型检测卡的全自动血型分析系统研究[D]. 刘怀宾. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
  • [2]基于改进智能算法的滑行灯伺服控制系统仿真研究[D]. 王文奎. 兰州理工大学, 2021
  • [3]轨道板三维扫描测量系统机械结构与运动控制研究[D]. 张番洺. 石家庄铁道大学, 2020(04)
  • [4]基于线性自抗扰控制的伺服电缸加载系统设计[D]. 孙鹏. 大连理工大学, 2020(02)
  • [5]无人救助船用二自由度稳定平台设计[D]. 伦美超. 大连海事大学, 2020(01)
  • [6]基于多电机协同的4D动感座椅控制系统研究与实现[D]. 丁进. 湖南工业大学, 2020
  • [7]自动血型检测工作站电子学系统设计[D]. 连亚洲. 吉林大学, 2020(08)
  • [8]微细孔加工用旋转电火花超细铜管电极超声加工技术研究[D]. 张勇. 山东理工大学, 2020(02)
  • [9]永磁同步电机驱动控制器设计与控制算法研究[D]. 霍召晗. 石家庄铁道大学, 2020(03)
  • [10]铸造件磨削加工机器人力反馈主从控制方法研究[D]. 王振泽. 天津大学, 2019(01)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

交流伺服电机的单片机控制及其应用
下载Doc文档

猜你喜欢