基于Arduino的3D打印机热床自平衡调节设计

针对3D打印机热床人工手动调节步骤繁琐及精度低的问题,提出一种自动平衡调节的方法,并设计了调平装置。此调平装置以Arduino mega 2560为主控模块,使用步进电机作为调平动作单元,结合螺杆传动,实现打印机热床平台的平衡调节;使用接触式限位开关,实现热床平台下降原点的定位;通过测试的方法编写校正路径程序,以模拟打印的方式实现3D打印设备与调平装置的协同工作。实验表明,采用的细分驱动可实现步距角为0.112 5°微调,大大提高了3D打印机热床平衡调节的精度;使用双重滤波的方法实现了通信脉冲序列的有效计数,并从软件层面解决了步进电机的抖动问题。     

一种用于优化感应电机电流环的新方法

在感应电机转差频率矢量控制系统中,电流环的性能对整个系统响应的快速性和准确性有着重要影响,而电流环在两轴直流旋转(d-q)坐标系下存在交叉耦合,并且随着电源角频率的增大耦合成分增大,导致电流环特性变差。为此提出一种新的优化方法,即在传统PI电流控制器的基础上,设定合理的模糊规则并选取合适的PI参数kI,kP,对电流系统进行优化。在Matlab的Simulink模块下对电流系统建模仿真,仿真结果表明,设计的控制方法有效地降低了两轴之间的相互扰动,提高了电流控制系统的动态特性,且新方法简单易行,有较强的鲁棒性。     

南疆地区干果类小型仓库自动存取系统的设计与实现

针对当前新疆南疆地区干果类仓库自动化程度不高、空间利用率低和劳动强度大等问题,设计了一种基于PLC的干果类仓库自动控制存取系统。用光电传感器检测待存取仓位货物,以PLC为系统控制核心元件,并做出相应处理,控制步进电机驱动堆垛机的运行,实现了对仓库的自动检测和自动存取。通过对系统进行测试,结果表明,仓库自动存取系统操作过程作业稳定,识别精度较高,操作时间控制较好,具有较好的可靠性与稳定性,单台系统入库能力P1为126.1次/h,单台系统出库能力P2为126.3次/h。     

基于FPGA的无刷直流电机控制器设计

针对现有直流无刷电机控制器设计方案的不足,提出一种基于FPGA平台的无刷直流电机控制器设计方案,采用FPGA设计电机转速、电流双闭环控制系统,系统硬件包括以FPGA为核心的控制电路和以电机为对象的驱动电路,系统软件采用Verilog HDL生成速度和电流采样模块、电机驱动换相模块、PWM生成模块等,同时在VGA上显示控制系统的运行状态。控制器测试实验结果表明,设计的控制器能使电机在启动后1 s内达到转速给定值,1 s后保持在稳态值的±2%内,表明该控制系统具有较高的控制精度和较好的稳定性。     

电机控制"需求"与"发展"的爱情长跑

电机控制技术及产品一直都是工业领域,乃至整个科技领域的重要内容.本文就市场对电机控制的需求及其当下发展,邀请业内知名厂商及专业人士做了相关介绍和分析.     

弛豫铁电单晶超声电机的仿真与试验研究

弛豫铁电单晶以其良好的压电性能和低温适应性成为超声电机性能提升理想的替代材料。由于单晶物理性能的各向异性,在单晶超声电机设计过程中必须考虑振幅均匀性和振型干扰问题。该文通过对两种具有振幅均匀性的单晶切向进行压电、介电、弹性性能的计算和有限元分析,分析了单晶超声电机定子的工作频率、振幅和振幅均匀性;设计制作了单晶超声电机样机,并对其进行了测试。结果表明,20mm单晶超声电机堵转扭矩达到0.057N·m,优于同直径的压电陶瓷超声电机。     

杠杆放大式双足压电直线电机的建模及优化设计

杠杆放大机构设计对于杠杆放大式双足压电直线电机的性能起决定性作用。该文分析了杠杆放大式双足压电电机的作动机理,建立了基于柔性铰链的杠杆放大机构的动力学模型,对机构放大率进行了理论计算,纵向、横向理论放大率分别为3.12和1.98。利用有限元软件进行仿真分析,理论计算与有限元仿真误差分别为3.1%、14.6%。在此基础上,利用遗传算法对杠杆放大机构柔性铰链结构参数进行优化设计,优化后驱动足纵向、横向位移分别提高了17.6%、8.1%。     

弯振模态板状直线超声电机的研究

通过改进直线超声电机的驱动足、夹持等结构形式,提高了电机的输出特性。设计了一款新型直线电机,电机由对称分布的板状振子和具有柔性的驱动足组成。通过ANSYS软件建立了电机有限元模型并分析电机工作模态,根据模态一致性原则设计电机尺寸;利用板状结构的弯振模态,降低了驱动频率,提高了输出效率;电机驱动足具有一定的柔性,在夹持组件作用下实现预压力的施加。最后对样机开展实验研究,结果表明,电机定子模态测试数据与仿真分析结论吻合,工作频率为27.5kHz,附近无干扰模态,相位差为90°,工作时发热较少;最大输出力为44N;双向驱动速度一致性良好,其中最大输出速度为267mm/s。     

步进电机加减速控制优化设计

现代工业控制中越来越多地用到了步进电机,其主要作用在于快速定位,传统的步进电机加减速按照形态分类有梯型、指数型和S型,梯形加减速在加速终点和减速起点会发生速度突变造成冲击,会发生失步、堵转和过冲;指数型在减速起点会出现这种情况;S型加减速虽然可以解决这类问题,但是其过于复杂。在对比了三种加减速方式后提出了改进型的S曲线加减速,使用新的函数将传统的七段S型曲线简化为五段,对比梯形和指数型不再有速度上的突变,而对比于传统七段S型曲线这种方式不仅使速度保持平滑还使加减速算法相对简单,更重要的是在控制器读取离散点处理得到对应频率所造成误差可以极大地减小,满足大范围快速定位以及路径规划之类系统的需求。     

基于A-2-SMC开关磁阻电机直接转矩控制

文中针对开关磁阻电机转矩脉动大及其控制系统难以实现快速精确调速的缺点,提出了一种自适应二阶滑模控制与直接转矩控制相结合的复合控制方案,并对该方案中的自适应二阶滑模控制器进行设计。该控制器采用超螺旋算法,同时对其增益采用自适应调节,克服了传统二阶滑模控制器增益确定依赖于扰动导数界值的缺点。仿真结果表明,文中所采用的控制方案不仅能对电机转速实现快速精确控制,而且能对电机转矩脉动进行有效抑制。