基于模糊pid控制的步进电机定位系统

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1、西北工业大学硕士学位论文基于模糊PID控制的步进电机定位系统姓名：李欣申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：史忠科20050101西北工业大学业硕士论文摘要摘要本文介绍了一种以步进电机为驱动元件，基于Fuzzy-PID控制的精密定位系统。为使其能够广泛应用，采用了一个简单的人机交互、功能模式选择和控制参数均可由键盘输入的模式，除可实现高精度定位外，还可进行多种功能控制。控制参数根据不同的偏差要求，运用模糊PID控制而选择不同的参数，从而改善各局部性能，促使整体性能提高。在系统中，用软件代替旧式的环形分配器，形成高效、节能的步进电机驱动方案;通过单片机与微机的串

2、口通讯，实现对步进电机的远距离实时监控;为改善步进电机以低于极限启动频率恒速运行时间过长的缺点，运用加减速控制，使步进电机的响应速度加快，运行平稳，噪音降低，并且避免发生过冲的现象，实现高效运行方案;通过光电祸合电路提高了系统的抗干扰能力;引入光栅尺组成闭环控制系统，满足定位系统的精度和可靠性的要求;软件采用模块化设计方法，易于维护;设计中考虑到各种干扰因素，采取软、硬件抗干扰技术，提高系统的稳定性。实验结果表明系统性能达到设计要求。关键词:模糊控制定位系统单片机步进电机误差分析西北工业大学业硕士论文摘要AbstractThispaperintroducesanautoma

3、ticpositionsetingsystemofsteppingmotorbasedonthechipmicrocomputerandfuzzyPIDcontrol.Inordertomakethissystemhaveextensiveuses,weuseasimpleman-machineinteractivesystem,andinthissystemthechoosingoffunctionmodulesandcontrollingparameterscanbeinputedfromthekeyboard.So,thissystemcanrealizenotonl

4、ythehighaccuracypositionbutalsothemultiformfunctioncontrol.Bythewayofsoftwareofchipmicrocomputerinsteadoftheconventionalring-shapedalloterinthesystem,wecandesignahighefficientandenergy-savingdriveschemeofsteppingmotor;Bythewayofserialcommunicationbetweenthemicrocomputerandthecomputer,wecan

5、achievearemotemonitoringandreal-timesystemtothesteppingmotor;Bythewayofthevariable-frequencycontrolandPIDcontrol,wecanmakethesteppingmotorruneficiently;Bythedesignofopticallycoupledcircuit,wecanenhancetheabilityofanti-interferenceofthissystem.Duringthecontrolprocess,inordertoimprovethepart

6、ialandintegralperformancewechoosediferentproportionfactorkp,integralquotientT;,differentialquotientTdaccordingtovariableerroreanderrorrateofchangeDe.Whenjejismuchgreater,inordertoacceleratetheresponsespeedofsystem,avoidmakingtheintegralsaturatedduetotheshort-termfluctuationofeandavoidgreat

7、overshootofthesystem,theonlyPcontrolcouldbeadopted.Whenjejismoderate,forthesakeofdecreasingovershootandensuretheresponsespeed,thePDcontrolcouldbeadopted.Whenjejismuchsmaller,inordertoenhancetheabilityofanti-interferenceandavoidoscillationofsystem,thePIDcontrol