手持自動注射器步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，自動化設(shè)備越來越多地運(yùn)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。手持自動注射器代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動注射器是禽畜用醫(yī)療器械的趨勢。步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行精度較高，正常運(yùn)行時無累計誤差，同時體積小，重量輕，控制方便，適合作為電動注射器的電動執(zhí)行元件。但是傳統(tǒng)開環(huán)方式下步進(jìn)電機(jī)存在著失步與過沖問題，而高精度的全閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制也伴隨著系統(tǒng)體積與重量的增加，因此選用合適的電機(jī)控制策略，對于手持注射器的設(shè)計至關(guān)重要。
　　本文的目標(biāo)是設(shè)計一種適用自動注射

2、器的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，相對于開環(huán)控制有著更高的動態(tài)特性，同時體積重量適合，便于安裝在手持注射器中。
　　為了找到一種合適的步進(jìn)電機(jī)控制方式，本文從對步進(jìn)電機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀出發(fā)，了解了步進(jìn)電機(jī)的各種類、控制方式的特點，選擇基于電流閉環(huán)的混合式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)為本文主要研究對象。
　　基于步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型，分析步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行低頻振蕩現(xiàn)象與動態(tài)特性不足的原因。從H橋步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路角度考慮改善低頻振蕩現(xiàn)象與動態(tài)性能不足的

3、方法，并提出了采用電流細(xì)分驅(qū)動的方法改善低頻振蕩現(xiàn)象，采用交替電流衰減算法改善動態(tài)特性。
　　為了驗證電流細(xì)分與交替電流算法對與步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行效果的改進(jìn)，本文基于AVR32進(jìn)行了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)，實現(xiàn)了電流細(xì)分與交替電流算法的電流閉環(huán)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。
　　最后基于本文設(shè)計的控制系統(tǒng)進(jìn)行了實驗測試，驗證了本文設(shè)計的基于電流細(xì)分與交替電流衰減算法的電流閉環(huán)控制系統(tǒng)對于步進(jìn)電機(jī)低頻振蕩以及高速動態(tài)性能的改善，完成