基于STM32F103ZET6的开放式数控运动控制系统 被引量：18

1

作者 唐定兵 高晓丁 薛世润 《机电工程》 CAS 2014年第8期1062-1066,共5页

为了解决高校学生学习数控技术缺少一个相对开放的数控环境的问题,将嵌入式技术应用到一个自搭建的开放式数控平台中,分析了基于嵌入式技术的开放式数控加工的基本原理。以STM32FZET6为控制器,采用PWM控制技术,控制了两部两相式混合步... 为了解决高校学生学习数控技术缺少一个相对开放的数控环境的问题,将嵌入式技术应用到一个自搭建的开放式数控平台中,分析了基于嵌入式技术的开放式数控加工的基本原理。以STM32FZET6为控制器,采用PWM控制技术,控制了两部两相式混合步进电机;根据光栅尺提供的速度和位置反馈信息,结合PID控制算法,构建了一个高控制精度且稳定性好的闭环控制系统。建立控制系统的数学模型,通过Simulink仿真实验验证了系统的可靠性及稳定性。研究结果表明,基于STM32FZET6的开放式数控运动控制系统对于构建一套教学用的数控系统具有重要意义。 展开更多

关键词 STM32F103ZET6 步进电机 PWM控制技术 pid控制算法 SIMULINK仿真

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基于STM32三轴云台控制系统的设计 被引量：14

2

作者 陆聪 张北伟 《国外电子测量技术》 2019年第9期75-78,共4页

针对目前云台控制系统角度变换精度不高的问题,设计了一种基于STM32F103ZET6单片机三轴云台控制系统。系统利用MPU6050三轴陀螺仪采集云台的横滚角、俯仰角和偏向角信息,通过I2 C接口与STM32进行通信。同时,上位机通过USART串口发送设... 针对目前云台控制系统角度变换精度不高的问题,设计了一种基于STM32F103ZET6单片机三轴云台控制系统。系统利用MPU6050三轴陀螺仪采集云台的横滚角、俯仰角和偏向角信息,通过I2 C接口与STM32进行通信。同时,上位机通过USART串口发送设定值给STM32单片机,并与陀螺仪采集的角度进行对比,得出差值,通过增量型PID控制算法输出控制量来控制28BYJ-48型步进电机旋转,步进电机采用四相八拍的方式进行角度变换。通过搭建硬件实物进行测试,系统能够实现步进电机的精确定位,系统精确度高。 展开更多

关键词 STM32 MPU6050 步进电机 云台控制 增量型pid

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步进电机基于专家PID的转速控制 被引量：10

3

作者 彭翾 孟婥 孙以泽 《自动化与仪表》 2016年第7期54-57,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 步进电机 步进电机模型 pid控制 专家pid控制

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组合秤步进电机的智能调控方法应用 被引量：9

4

作者 安世奇 阮俊林 《电子测量技术》 2019年第15期99-104,共6页

由于步进电机其自身固有的特性,在其加速运行过程中易发生丢步现象。针对此问题建立步进电机系统对转动步数以及速度进行控制,对给定的组合秤步进电机参数建立二相混合式步进电机的数学模型,针对不同的实际运行环境运用专家PID控制算法... 由于步进电机其自身固有的特性,在其加速运行过程中易发生丢步现象。针对此问题建立步进电机系统对转动步数以及速度进行控制,对给定的组合秤步进电机参数建立二相混合式步进电机的数学模型,针对不同的实际运行环境运用专家PID控制算法对步进电机的转速进行精确调控。通过将专家PID控制加入到软件中调试,实验结果表明专家PID控制对于解决丢步现象实现位置精确控制有着很好的效果,为实际生产中解决丢步问题提供了一种理想的方法。 展开更多

关键词 步进电机 组合秤 丢步现象 专家pid控制 位置控制

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混合步进电机的模糊控制研究 被引量：7

5

作者 陶彩霞 杨艳萍 《自动化与仪器仪表》 2014年第12期41-43,47,共4页

步进电机是非线性、时变、滞后的控制对象,容易受到环境因素的干扰,使得它在工业中的应用受到限制。为了提高两相混合步进电机的控制性能,论文结合模糊PID控制算法形成闭环控制,能够在线整定PID参数,改进了步进电机的控制方式以达到精... 步进电机是非线性、时变、滞后的控制对象,容易受到环境因素的干扰,使得它在工业中的应用受到限制。为了提高两相混合步进电机的控制性能,论文结合模糊PID控制算法形成闭环控制,能够在线整定PID参数,改进了步进电机的控制方式以达到精确控制电机的目的,通过MATLAB仿真软件验证了该控制方法的精确性,并将该研究应用于柱塞式微量计量泵控制系统。 展开更多

关键词 步进电机 模糊pid控制 MATLAB

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基于改进自适应遗传算法的小径短绳自动打捆机步进电机PID控制 被引量：2

6

作者 代健超 孟婥 +1 位作者 孙志军 杜诚杰 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期63-69,共7页

为提高小径短绳自动打捆机步进电机的控制精度,在分析经典遗传算法和经典自适应遗传算法的基础上,引入进化代数和个体适应值排名来指导自适应交叉率和自适应变异率,设计了一个基于改进自适应遗传算法的PID控制器,以削弱进化过程中优良... 为提高小径短绳自动打捆机步进电机的控制精度,在分析经典遗传算法和经典自适应遗传算法的基础上,引入进化代数和个体适应值排名来指导自适应交叉率和自适应变异率,设计了一个基于改进自适应遗传算法的PID控制器,以削弱进化过程中优良参数的退化现象。MATLAB仿真结果表明,改进的自适应遗传PID提高了收敛精度,并具有更快的收敛速度。针对步进电机的实际测试结果表明,与经典遗传算法相比,改进的自适应遗传PID调整时间更短、超调量更低。 展开更多

关键词 改进自适应遗传算法 小径短绳 自动打捆机 步进电机pid控制 绳缆包装

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基于S7-1500 PLC的步进电机PID控制 被引量：1

7

作者 张涛 杨炳恒 王彦凯 《计算机与数字工程》 2024年第2期635-640,共6页

通过对PLC的软件编程,实现了S7-1500 PLC对步进电机的PID控制。首先明确了PLC、步进电机和步进电机驱动器之间的电气连接关系;然后利用S7-1500 PLC配套的博途软件进行了PTO组态和轴工艺组态,基于HMI设计了人机交互界面,设计了PID控制器... 通过对PLC的软件编程,实现了S7-1500 PLC对步进电机的PID控制。首先明确了PLC、步进电机和步进电机驱动器之间的电气连接关系;然后利用S7-1500 PLC配套的博途软件进行了PTO组态和轴工艺组态,基于HMI设计了人机交互界面,设计了PID控制器;最后搭建了实验系统,利用临界比例度法整定了PID参数。实验验证了步进电机PID控制的调整时间小于1min,位置精度小于0.02°。 展开更多

关键词 PLC 步进电机 pid控制

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基于极坐标的新型3D打印机的设计与实验研究 被引量：4

8

作者 王建 张弓 +5 位作者 何文杰 侯至丞 王卫军 梁松松 李均 顾星 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2019年第6期43-49,共7页

针对目前常规结构的3D打印机存在的打印速度慢、结构较复杂和打印回转体模型时精度差等问题,设计了一种极坐标式的新型3D打印机,该打印机具有3个自由度,由2个直角坐标加1个旋转平台组成,以微处理器(Advanced RISC Machine,ARM)作为核心... 针对目前常规结构的3D打印机存在的打印速度慢、结构较复杂和打印回转体模型时精度差等问题,设计了一种极坐标式的新型3D打印机,该打印机具有3个自由度,由2个直角坐标加1个旋转平台组成,以微处理器(Advanced RISC Machine,ARM)作为核心控制器,步进电动机为驱动器件,采用模糊PID控制算法,使温度控制更精确.通过打印对比测试,表明极坐标式3D打印机具有打印速度快、精度高、稳定性好和控制简单等优点,并且采用模糊PID控制算法使得温度控制精度较高,温差控制在±2℃以内,加热时间缩短50 s左右,提高了整体打印质量,具有一定的应用价值. 展开更多

关键词 3D打印 极坐标 步进电动机 微处理器 模糊pid控制

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主被动一体式模拟肺设计与测试

9

作者 任帅 赵蓉恒 +3 位作者 王蕴琦 蔡茂林 石岩 王涛 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1089-1094,共6页

人工模拟肺是呼吸机设计开发和性能测试不可或缺的关键仪器设备.当前国内外模拟肺多数为被动模式,即仅能模拟人体无自主呼吸意识下的被动呼吸功能,且呼吸力学参数固定.针对以上问题,设计了一种呼吸力学参数连续可调的主被动一体式人工... 人工模拟肺是呼吸机设计开发和性能测试不可或缺的关键仪器设备.当前国内外模拟肺多数为被动模式,即仅能模拟人体无自主呼吸意识下的被动呼吸功能,且呼吸力学参数固定.针对以上问题,设计了一种呼吸力学参数连续可调的主被动一体式人工模拟肺模型.首先,设计并加工了人工模拟肺的外形结构,开发了基于步进电机的模拟肺驱动系统.其次,设计了基于LabVIEW的上位机控制软件,实现对步进电机的驱动控制和压力、流量信号的反馈处理.最后,搭建整体实验平台,实现了主动呼吸模式下快速呼吸、平静呼吸、深度呼吸这三种人体基本呼吸模式的模拟,测量潮气量与目标潮气量误差在±0.05%以内;设计了基于PID控制的模拟肺顺应性控制方法,实现了被动呼吸模式下不同顺应性时的跟随控制,维持目标顺应性误差在±15%以内. 展开更多

关键词 人工模拟肺 呼吸机 肺顺应性 pid控制

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喷雾测量系统坐标架三维位移控制研究

10

作者 肖镇浩 朱凌云 《计算机与数字工程》 2024年第6期1658-1661,1870,共5页

为解决航天发动机试验中,通过三维PDA(Phase Doppler Anemometry)测量系统研究燃料喷注器雾化效果中对测量点精确定位的问题,采用自适应模糊神经网络PID控制算法实现对测量系统三维坐标架的步进电机进行控制。建立了一个步进驱动电机进... 为解决航天发动机试验中,通过三维PDA(Phase Doppler Anemometry)测量系统研究燃料喷注器雾化效果中对测量点精确定位的问题,采用自适应模糊神经网络PID控制算法实现对测量系统三维坐标架的步进电机进行控制。建立了一个步进驱动电机进行位置控制的传递函数模型,通过Matlab的Simulink仿真平台对步进驱动电机位移的PID控制、模糊PID控制及模糊神经网络PID控制的三种算法进行仿真。模拟实验结果表明:模糊神经网络PID控制将响应时间提升到0.05 s,并且大幅减小超调。相比于传统PID此方法可大幅提高坐标架定位的速度和精度。 展开更多

关键词 坐标架定位 步进电机 pid控制 模糊神经网络 MATLAB仿真

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两相混合式步进电机高性能闭环驱动系统设计 被引量：2

11

作者 李军科 戴明 杨国华 《无锡商业职业技术学院学报》 2023年第2期100-107,共8页

在研究传统步进电机开环细分驱动与控制算法的基础上,提出了一种带编码器步进电机超前角控制的“位置+电流”闭环驱动方案。传统开环细分驱动方案给定的电流相位角与转子位置无关,而此闭环驱动方案使用编码器检测转子实际位置,并计算位... 在研究传统步进电机开环细分驱动与控制算法的基础上,提出了一种带编码器步进电机超前角控制的“位置+电流”闭环驱动方案。传统开环细分驱动方案给定的电流相位角与转子位置无关,而此闭环驱动方案使用编码器检测转子实际位置,并计算位置误差、速度误差信息以实时调整电流细分给定的电流相位角,从而更好地改善步进电机在不同转速下的工作性能。采用TI公司高性能处理器TMS320F28069作为主控单元,IR2104S、IRF540作为功率驱动电路,搭建步进电机位置闭环实验平台,并对不同转速的电流以及位置精度进行测试。实验结果表明,该闭环驱动方案可以很好地改善步进电机低速抖动与高速失步的问题,在60~1200 rpm转速范围可以很好地工作,位置精度控制在10个脉冲内,达到了传统伺服电机的水平,具有较好的市场应用价值。 展开更多

关键词 步进电机 闭环控制 超前角 细分驱动 pid控制

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多模态控制在步进电机位置伺服系统中的应用研究 被引量：2

12

作者 陈梦 高强 蔡洪宝 《计算机测量与控制》 2016年第11期196-200,共5页

针对步进电机伺服系统的响应速度慢、稳态误差低的问题,提出了一种多模态控制策略;根据误差大小调节两种控制策略对被控对象的作用权值,使最终的控制量连续输出,实现控制策略无扰动、平滑的切换;半实物仿真实验结果表明,该控制策略较好... 针对步进电机伺服系统的响应速度慢、稳态误差低的问题,提出了一种多模态控制策略;根据误差大小调节两种控制策略对被控对象的作用权值,使最终的控制量连续输出,实现控制策略无扰动、平滑的切换;半实物仿真实验结果表明,该控制策略较好地综合了模糊控制和模糊PID控制的优势,系统反应速度快,震荡小,抗干扰能力强,同时一定程度上改善了低频振荡和高频失步的问题,具有实际应用价值。 展开更多

关键词 步进电机 多模态控制 模糊控制 模糊pid控制

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汽车自适应照明系统步进电机优化控制研究 被引量：1

13

作者 余红燕 《时代汽车》 2021年第20期114-116,共3页

针对汽车照明系统车灯在行驶过程中转弯、上下坡等情况下,出现照明盲区和远近光灯不能有效切换等问题,同时对比传统的PID控制对照明步进电机,存在采集时间较短,若步进电机参数数值变化较大,那么控制结果就可能出现偏差,使得控制精度降低... 针对汽车照明系统车灯在行驶过程中转弯、上下坡等情况下,出现照明盲区和远近光灯不能有效切换等问题,同时对比传统的PID控制对照明步进电机,存在采集时间较短,若步进电机参数数值变化较大,那么控制结果就可能出现偏差,使得控制精度降低,为此提出一种基于增量式PID控制算法,来优化步进电机的控制。仿真结果证明,基于增量式PID控制算法的汽车照明系统的步进电机,响应速度快,控制精度高,鲁棒性较强。 展开更多

关键词 汽车照明系统 步进电机 增量式 pid控制

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基于DSP的高精度输液监控系统设计与研究 被引量：1

14

作者 陈智 《汉江师范学院学报》 2018年第6期33-37,共5页

针对医院静脉输液的现状,设计了一种基于DSP的高精度输液监控系统.该系统以TMS320F2812为的核心,通过RS485总线与PC机进行通信,用红外线光电对管采集输液滴速信号,用带有偏心轮的步进电机来控制输液滴速,运用模糊PID控制算法来实现滴速... 针对医院静脉输液的现状,设计了一种基于DSP的高精度输液监控系统.该系统以TMS320F2812为的核心,通过RS485总线与PC机进行通信,用红外线光电对管采集输液滴速信号,用带有偏心轮的步进电机来控制输液滴速,运用模糊PID控制算法来实现滴速的精确控制.实验测试结果表明,该系统调控时间小、控制精度可以达到±1滴/分.具有很好的应用前景. 展开更多

关键词 输液监控 DSP 步进电机 模糊pid控制算法

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3D打印机的定位模糊控制 被引量：1

15

作者 季晨雪 胡圣波 《贵州师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第1期81-86,97,共7页

为了应对3D打印机定位控制中步进电机所表现出的高度非线性特性,首先设计了步进电机的仿真模型,在传统PID控制的基础上设计了参数模糊自整定PID控制。最后通过Simulink分析了所设计的控制方案。结果表明,该方法反应更迅捷,超调量更小,... 为了应对3D打印机定位控制中步进电机所表现出的高度非线性特性,首先设计了步进电机的仿真模型,在传统PID控制的基础上设计了参数模糊自整定PID控制。最后通过Simulink分析了所设计的控制方案。结果表明,该方法反应更迅捷,超调量更小,较好地提高了系统稳定性,更加满足了机器对定位精度的要求。 展开更多

关键词 步进电机 pid控制 模糊参数的自整定 细分控制

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一种梯形运行规律的步进电机调速系统设计与实现 被引量：1

16

作者 夏斯权 郭仕豪 《轻工机械》 CAS 2017年第6期54-56,61,共4页

为了弥补步进电机在开环控制中转速变化时容易发生堵转或过冲等一系列不足,采用测速模块对步进电机转速进行实时检测形成闭环控制,同时加入阶梯运行规律速度控制方法。阶梯运行规律实现使用单片机定时器设制给定脉冲频率的时间间隔,升... 为了弥补步进电机在开环控制中转速变化时容易发生堵转或过冲等一系列不足,采用测速模块对步进电机转速进行实时检测形成闭环控制,同时加入阶梯运行规律速度控制方法。阶梯运行规律实现使用单片机定时器设制给定脉冲频率的时间间隔,升速时脉冲串逐步加密,减速时脉冲串逐步稀疏。算法方面采用经典控制理论增量式PID控制算法来优化步进电机的输出特性。通过大量实验数据证明,设计的闭环调速系统可以提高步进电机的平稳性,达到了测试研究目的。 展开更多

关键词 步进电机调速 闭环控制 单片机 pid控制

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跟踪高速球的模糊自适应控制系统研究 被引量：1

17

作者 周亦敏 刘增光 《微计算机信息》 北大核心 2008年第10期64-66,共3页

跟踪高速球是典型非线性时变系统。在跟踪高速球步进电机的控制上,单独采用传统的PID控制或简单模糊控制难以实现对高速物体的追踪。在分析高速球常规控制模式的基础上,提出并设计了一种模糊PID控制器的方法实现对单轴高速球步进电机的... 跟踪高速球是典型非线性时变系统。在跟踪高速球步进电机的控制上,单独采用传统的PID控制或简单模糊控制难以实现对高速物体的追踪。在分析高速球常规控制模式的基础上,提出并设计了一种模糊PID控制器的方法实现对单轴高速球步进电机的控制,并在此基础上建立三维跟踪轨迹的数学模型,实现对高速物体的立体跟踪。仿真和实际应用表明:该控制方法具有更高的轮廓跟踪精度、定位精度和对扰动的鲁棒性。 展开更多

关键词 跟踪高速球 步进电机 模糊pid控制 轨迹 仿真

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单细胞分析仪中步进电机的定位控制 被引量：1

18

作者 金路 罗晓曙 姜东东 《自动化与仪表》 北大核心 2014年第12期38-42,共5页

该文针对单细胞分析仪器定位控制中步进电机运行时的非线性特性,首先建立了步进电机的数学模型。利用建立的模型,在传统PID控制方法的基础上,设计了一种RBF神经网络与PID相结合的控制方法,并通过RBF神经网络整定PID控制器的参数。为了解... 该文针对单细胞分析仪器定位控制中步进电机运行时的非线性特性,首先建立了步进电机的数学模型。利用建立的模型,在传统PID控制方法的基础上,设计了一种RBF神经网络与PID相结合的控制方法,并通过RBF神经网络整定PID控制器的参数。为了解决RBF神经网络权值、基宽和中心矢量的初值选取问题,采用遗传算法对初值进行选取,优化神经网络。最后在Matlab/Simulink平台上对所设计的控制方法进行仿真实验,仿真实验结果表明:所设计的控制方法响应时间短、无超调、定位效果好,能较好地满足仪器定位精度的要求。 展开更多

关键词 步进电机 定位控制 遗传算法 RBF神经网络 pid控制

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基于PLC的角度自动调整装置设计

19

作者 张涛 路耀昌 宋建华 《舰船电子工程》 2022年第3期203-208,共6页

为了实现对某装备角度的自动调整,提高装备保障效率,设计了基于PLC的角度自动调整装置。首先对控制对象进行分析,提出功能需求,设计总体方案。然后设计装置的硬件,综合各种技术指标和要求,确定了PLC控制器、电动机和角度测量元件的选型... 为了实现对某装备角度的自动调整,提高装备保障效率,设计了基于PLC的角度自动调整装置。首先对控制对象进行分析,提出功能需求,设计总体方案。然后设计装置的硬件,综合各种技术指标和要求,确定了PLC控制器、电动机和角度测量元件的选型及各组件之间的连接关系。最后,利用PLC进行软件设计,编制了HMI操作显示界面,对步进电机进行PID控制。实验验证了位置精度小于0.05°,调整时间小于2min。 展开更多

关键词 PLC 角度调整 步进电机 pid控制

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智能输液监控系统的设计与实现 被引量：12

20

作者 徐光宪 郭琳 陆伟 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期119-121,共3页

文章设计一种智能输液监控系统,系统以STC89C52单片机为核心。在保证输液安全与卫生的前提下,实现自动检测并显示液体的点滴速度,控制滴速以及对异常情况进行声光报警等功能。采用红外对管检测滴速信号,利用带有偏心轮的步进电机控制液... 文章设计一种智能输液监控系统,系统以STC89C52单片机为核心。在保证输液安全与卫生的前提下,实现自动检测并显示液体的点滴速度,控制滴速以及对异常情况进行声光报警等功能。采用红外对管检测滴速信号,利用带有偏心轮的步进电机控制液滴速度,软件模块基于模糊PID控制算法实现对步进电机转动角度的精准控制。该系统工作稳定,操作简便,成本低廉,在临床静脉输液中具有实际意义。 展开更多

关键词 智能输液 STC89C52单片机 步进电机 模糊pid控制算法

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