基于avr单片机的直线电机位置控制

《基于avr单片机的直线电机位置控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第44卷第8期微电拉Vo1．44．No．8MICROMOTORS2011年8月AUg．2011基于AVR单片机的直线电机位置控制刘小明，陈万春(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)摘要：为降低直线电机驱动电路的成本，该文利用8位的AVR单片机实现了直线电机的位置控制，控制精度达到了0．05mm。文中设计了直线电机的驱动电路，合理地简化了电压空间矢量的合成算法，提出了从霍尔反馈中快速获取电机推杆位置的方法，开发了限幅比例增量式控制律．进行了直线电机的位置控制硬件实验，实验结果证明本设计方案满

2、足了实时性和精度要求。关键词：单片机；直线电机；霍尔反馈；电压空问矢量控制中图分类号：TM359．3文献标志码：A文章编号：1001—6848(2011)08—0067—05PositionControlofaLinearMotorUsinganAVRMCULIUXiaoming，CHENWanchun(SchoolofAstronautics，BengUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beng100191，China)Abstract：Position

3、controlofalinearmotor，withthecontrolprecisionof0．05mm，isimplementedbyusingan8一bitAVRmicrocontroller(MCU)toreducethecostofthedrivingcircuit．Thelinearmotordrivingcir—cuitisdesignedandthecompositionalgorithmofvoltagespacevectorsissimplifiedreasonably．Afa

4、standsimplemethodtoobtainthemotorrodpositionfromthehallfeedbacksisdeveloped．Aproportionalandin—crementalcontrollawwithamplitudelimitisproposed．Thepositioncontrolhardwaretestforthelinearmotorisimplemented．Thetestresultsshowthatthisdesignschemesatisfies

5、thereal—timeandprecisionrequire—ments．Keywords：MCU；linearmotor；hallfeedback；voltagespacevectorcontrol运动转换成直线运动，其噪声是不可避免的；而直0引言线电机的噪声很小或无噪声，运行环境好。直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机目前，许多学者对直线电机的建模与控制进行械能、而不需要任何中间转换机构的传动装置¨。了深入的研究，文献[1-3]都讨论了直线电机的特性它在精密机床、磁悬浮列车、电磁轨道炮、

6、电磁弹和建模方法，并给出了相关的控制算法，但由于其射器等领域具有广阔的应用前景。算法复杂，低成本的单片机无法实时执行，限制了采用直线电机驱动的装置和其它采用非直线电直线电机在低端领域的应用。机驱动的装置相比，它具有以下一些特点：本文对电压空间矢量控制算法进行了合理的简不需要任何转换装置就可以直接产生纵向推动化，分析了这种简化的合理性，设计制作了驱动电力，因此，它可以省去中问转换机构，简化了整个路，并在8位的AVR单片机上实现了该算法。装置或系统。1直线电机原理与选型普通旋转电机由于受到离心力的作用

7、，其圆周速度受到限制；而直线电机则可以不受限制。直线电机的原理并不复杂。设想把一台旋转运直线电机通过电能直接产生直线电磁推力。其动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，运动可以无机械接触，使其传动零部件无磨损。这就成了一台直线感应电动机，如图1所示。普通旋转电机通过齿条、传动带等机构将圆周在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初收稿日期：2010—09-23作者简介：刘小明(1982)，男，博士生，主要研究方向为飞行器总体设计、导引动力学。E—mail：yuhang@sa．buaa．edu．c

8、n陈万春(1964)，男，教授，博士生导师，主要研究方向为飞行器总体设计、导引控制和导航。E—mail：wanchunchen@buaa．edu．cn．—·础·散'l}机44卷级；相当于旋转电机转子的，叫次级。初级中通以2驱动电路设计交流电压，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。这时初级要做得很长，延伸到运动所需要正如前文所述，直线电机可由旋转电机展平得达到的位置，而次级则不需要那么长。实际上，直到，而此处所选的永磁直线电机对应的旋转电机则线电机既可以把初级做得很长，也可以把