本文關(guān)鍵詞：基于光柵尺與PIC單片機的直線電機驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計

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【摘要】：在現(xiàn)代控制工業(yè)中,直線電機伺服驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的研究熱點。直線電機的特點是,它可以把電能直接轉(zhuǎn)換為直線運動的機械能,在此過程中是不需要其它的中間轉(zhuǎn)換裝置。因此直線電機伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)中的發(fā)展前景非常廣泛。本文根據(jù)光柵尺的測量原理,設(shè)計了基于PIC16F882直線電機的驅(qū)動系統(tǒng),其中包括:脈沖的發(fā)送和接收電路、直線電機的驅(qū)動電路以及光柵尺的測量電路等。在本系統(tǒng)中,采用閉環(huán)的控制方法,利用光柵尺的精確測量原理,將其作為系統(tǒng)的反饋裝置,對直線電機的運動部件進行精確的檢測,并通過RS-232串口向上位機發(fā)送實時的檢測數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)對直線電機控制系統(tǒng)的精確測量和控制。把數(shù)字PID算法的原理應(yīng)用在控制系統(tǒng)中,對偏差量進行處理,使控制系統(tǒng)的測試精度相對較高,速度調(diào)節(jié)相對較快,運行效果相對較穩(wěn)定,從而可以達到一種比較理想的精確控制。該控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定,可靠安全,操作簡單,能夠完成數(shù)據(jù)的精確測試,容易實現(xiàn)。最后,本設(shè)計進行了實驗原型的測試,把直線電機在運動過程中的位移,速度和時間數(shù)據(jù)進行了分析,說明控制效果相對較好,可以實際操作運用,具有一定的實用價值。
【關(guān)鍵詞】：直線電機 光柵尺 PIC16F882 數(shù)字PID算法
【學(xué)位授予單位】：西北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM359.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用9-10
• 1.3 本文研究的目的和意義10-11
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容11-13
• 第2章 光柵尺與直線電機驅(qū)動系統(tǒng)的總體設(shè)計13-16
• 2.1 光柵尺與直線電機驅(qū)動系統(tǒng)硬件電路設(shè)計14
• 2.2 光柵尺與直線電機驅(qū)動系統(tǒng)軟件設(shè)計14-15
• 2.3 本章小結(jié)15-16
• 第3章 硬件電路設(shè)計16-29
• 3.1 PIC16F882的簡介16-17
• 3.2 穩(wěn)壓電源電路17-18
• 3.3 串口通信模塊電路18-19
• 3.4 光柵尺控制電路19-24
• 3.4.1 光柵尺的結(jié)構(gòu)19-21
• 3.4.2 光柵尺的測量原理21-24
• 3.4.3 位置檢測模塊24
• 3.5 直線電機控制電路24-28
• 3.5.1 直流直線電機簡介24-26
• 3.5.2 直線電機的工作原理和驅(qū)動方式26-27
• 3.5.3 直線電機控制電路27-28
• 3.6 本章小結(jié)28-29
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計29-35
• 4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計29-30
• 4.2 中斷子程序30-33
• 4.2.1 位移檢測中斷子程序31
• 4.2.2 速度控制中斷子程序31-33
• 4.3 串口通信子程序33-34
• 4.4 本章小結(jié)34-35
• 第5章 直線電機控制算法研究35-43
• 5.1 PID算法簡介35-36
• 5.2 數(shù)字PID控制原理36-39
• 5.2.1 位置式PID控制算法36-37
• 5.2.2 增量式PID控制算法37-39
• 5.3 數(shù)字PID參數(shù)整定方法39-40
• 5.4 數(shù)字PID算法在直線電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用40-42
• 5.5 本章小結(jié)42-43
• 第6章 系統(tǒng)測試與分析43-47
• 6.1 硬件測試43
• 6.2 軟件測試43-44
• 6.3 整體測試44-46
• 6.4 本章小結(jié)46-47
• 第7章 總結(jié)與展望47-48
• 7.1 總結(jié)47
• 7.2 展望47-48
• 參考文獻48-50
• 附錄A 硬件部分設(shè)計原理圖50-51
• 致謝51

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