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基于ARM的微型电缸控制系统研究

更新时间：2020-04-11 05:38:41 大小：5M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：arm微处理器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着自动化控制的不断发展，气缸、液压缸到电动缸的更新换代标志着国内外自动化水平的不断提高。较之气缸与液压缸，电缸使用伺服电机作为动力源，拥有控制精度高、结构简单、维护方便等优势，因此广泛应用于军事、医疗、家庭生活等诸多方面，逐渐成为相关领域学者关注的焦点。

  然而，国内对大型电缸的研发与国外相比差距较大，目前主要处于装配生产阶段，但对微型电缸的研究却有一些收获。纵观国内外，微型电缸的控制方案主要有：51/AVR/PIC等普通单片机控制、DSP控制、PLC控制和PC机+运动控制卡控制。这些控制方案都因各自的缺点而局限了它们的通用性。因此，本文提出了一种基于ARM架构的新型控制方案，该方案结合了上述控制方案的优点，并有很强的通用性。

  首先，对比现有微型电缸控制方案，提出了一种基于ARM Cortex-M3微处理器为核心的控制系统，并分析该控制系统的工作原理。

  其次，对微型电缸的主要零部件进行选型。本文驱动电机采用噪音小，位置精度高的无刷直流电机，并阐述了它的工作原理和换相过程；传动元件采用精度高，传动平稳的滚珠丝杆；检测元件采用既能检测电机的转速又能检测位置信息的光电编码器。

  然后，搭建控制系统硬件平台，设计了外围电路，主要包括功率驱动电路、逆变电路、光电编码器电路、电源电路和串口通信电路。

  同时，搭建控制系统软件平台，移植了uClinux操作系统，并详细阐述了微型电缸控制系统uClinux的移植过程。设计了系统各个功能模块。

  此外，对微型电缸控制系统以及无刷直流电机等各个模块建模。并在MATLAB/Simulink建立仿真模型，利用PID控制及模糊自整定PID控制算法对比仿真，从仿真曲线可以得到，模糊自整定PID明显优于常规PID控制。

  最后，在样机上对微型电缸进行实验验证，从数据可以得出本控制系统具有良好的稳定性和较高的控制精度。

  本文研究设计的微型电缸控制系统能够精确的实现微型电缸的定位，并且设计成本低廉，对国内外微型电缸控制的研究作出了一定贡献。

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