基于模糊PI控制方法的三相混合式步进电机以驱动器设计

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于模糊PI控制方法的三相混合式步进电机驱动器设计作者姓名：王悦指导教师：余世明教授浙江工业大学信息工程学院2013年3月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster

2、lIllLIIlllILllIIUllllIllllIIIY2411388TheDesignofThree--phaseHybridStepperMotorDriveBasedontheFuzzy--PIContro

3、lMethodCandidate：WANGYueAdvisor：Prof．YUShimingCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyMar2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出

4、重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：蔓也日期：1。l?年岁月工歹Et学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。／2、不保密瓯(请在以上相应方框内打“、／”)作者签

5、名：l忆日期：1。胆导师签名：∥未爿渺日期：函，弓年日日01，D可丁月月厂9浙江工业大学硕士学位论文基于模糊PI控制方法的三相混合式步进电机驱动器设计摘要步进电机作为一种特种电机，以脉冲波作为控制信号。其在开环控制下能达到较高的运动精度，被广泛应用在小功率以及对运动精度有一定要求的场合。随着人们对其运动精度的要求越来越高，步进电机在传统开环控制方式下，其运动性能已经不能满足要求。同时，步进电机固有的一些缺点也较为严重。如果能够提高步进电机的运动精度，同时改善其固有缺点，将令步进电机的应用范围越来越广。本文

6、以三相混合式步进电机为研究对象，针对上述要求，考虑采用闭环控制的方式提高其运动精度。由于常规PI控制在控制步进电机这类具有时变非线性特点的被控对象时，表现出适应性差的缺点，本文引入模糊PI控制，结合反馈相电流计算补偿电压控制量，使得控制系统能够根据负载的变化调整对步进电机控制，使其达到更高的运动精度。本文的主要工作如下：1．分析三相混合式步进电机的机械结构、运动特性、基本工作方式，从中得出其产生低频振荡、高频失步现象的原因；结合三相混合式步进电机的结构特点建立其近似的数学模型，为后续分析提供一定的参考意义

7、。2．构建电流转速双闭环的步进电机控制系统。针对三相混合式步进电机模型复杂、时变非线性，常规PI控制方法对其控制效果不理想的问题，提出使用模糊PI控制方法来增强控制系统的鲁棒性，设计相应的模糊PI控制器，并运用Matlab／Simulink对该控制系统的设计过程进行相应的仿真，验证其控制效果。3．基于上述理论分析，设计相应的三相混合式步进电机驱动器。给出其硬件各个环节的设计方案，包括液晶、按键、电流检测等模块。软件方面给出其总体框架以及编写主要程序，包括主程序，模糊PI控制子程序，脉宽调制程序和按键中断处

8、理程序等。关键词：三相混合式步进电机，数学模型，模糊PI控制，驱动器设计浙江工业大学硕士学位论文THEDESIGNOFTHREE．PHASEHYBRIDSTEPPERMOToRDRIVEBASEDoNTHEFUZZY．-PICoNTRoLMETHoDABSTRACTAsaspecialmotor，steppermotor’Scontrolsignalisthepulsewave．Asitcanachievehigherprecisionofmovementundertheopen-loopcontrol，

9、steppermotoriswidelyusedintheoccasionswhicharelowpowerortherearecertainrequirementsaboutprecisionofmovement．Aspeoplewantingtohavehigherprecisionofmovement，steppermotorcouldnotreachthatrequirementwhenitiscontrolledun