基于模糊PI控制方法的三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì).pdf

1、步進(jìn)電機(jī)作為一種特種電機(jī)，以脈沖波作為控制信號(hào)。其在開(kāi)環(huán)控制下能達(dá)到較高的運(yùn)動(dòng)精度，被廣泛應(yīng)用在小功率以及對(duì)運(yùn)動(dòng)精度有一定要求的場(chǎng)合。隨著人們對(duì)其運(yùn)動(dòng)精度的要求越來(lái)越高，步進(jìn)電機(jī)在傳統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制方式下，其運(yùn)動(dòng)性能已經(jīng)不能滿足要求。同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)固有的一些缺點(diǎn)也較為嚴(yán)重。如果能夠提高步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度，同時(shí)改善其固有缺點(diǎn)，將令步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。
　　本文以三相混合式步進(jìn)電機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)上述要求，考慮采用閉環(huán)控制的方式提高

2、其運(yùn)動(dòng)精度。由于常規(guī)PI控制在控制步進(jìn)電機(jī)這類具有時(shí)變非線性特點(diǎn)的被控對(duì)象時(shí)，表現(xiàn)出適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，本文引入模糊PI控制，結(jié)合反饋相電流計(jì)算補(bǔ)償電壓控制量，使得控制系統(tǒng)能夠根據(jù)負(fù)載的變化調(diào)整對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制，使其達(dá)到更高的運(yùn)動(dòng)精度。本文的主要工作如下:
　　1.分析三相混合式步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性、基本工作方式，從中得出其產(chǎn)生低頻振蕩、高頻失步現(xiàn)象的原因;結(jié)合三相混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立其近似的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)分析提供一定

3、的參考意義。
　　2.構(gòu)建電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。針對(duì)三相混合式步進(jìn)電機(jī)模型復(fù)雜、時(shí)變非線性，常規(guī)PI控制方法對(duì)其控制效果不理想的問(wèn)題，提出使用模糊PI控制方法來(lái)增強(qiáng)控制系統(tǒng)的魯棒性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的模糊PI控制器，并運(yùn)用Matlab/Simulink對(duì)該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的仿真，驗(yàn)證其控制效果。
　　3.基于上述理論分析，設(shè)計(jì)相應(yīng)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。給出其硬件各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方案，包括液晶、按鍵、電流檢測(cè)