有限转角直流无刷力矩电机伺服控制系统硕士论

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1、西北工业大学硕士学位论文数字化有限转角直流无刷力矩电机伺服控制系统姓名：田荣军申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：刘卫国20030301两北T业人学蛳1论文摘费摘要本文研究了一种新型的导弹舵机伺服控制系统。浚系统是以80C196KC单片机为控制核心的数字化有限转角直流无刷力矩电机控制系统，它具有无需减速机构、输出转矩大、体积4、，控制简单、响应快、跟踪精度高和可靠性高等优点。该系统在取代传统的液压、气动导弹舵机伺服控制系统方面有很大潜力，同时在航空舵机、伺服阀，以及机器人关节的直接驱动、雷这天线等领域具有广阔的应用前景。论文详述了系统的

2、工作原理与控制思想，以及系统方案的设计和各组成部分的功能与实现方法。提出并实现了系统双极性输入控制信号采样、编码器反馈信号与单片机接口、输入信号与反馈信号的量纲统～化、零位定位、以及逻辑驱动等处理方法。作者设计了电路原理图，完成了系统软硬件设计、调试，和对系统原理样机性能的测试。在控制软件的设计上，片机内部提供的AID功能、中断功能、采用模块化程序设计方法，充分利用单PWM功能、软件定时器等功能，设计出了A／D采样子程序、读编码器信号子程序、定位中断服务子程序、z中断服务子程序、软件定时器中断服务子程序等模块化程序。不仅使程序结构清晰，而且也提

3、高了系统的实时性、可靠性和精度，同时节省了系统软件调试时间。样机测试结果表明系统性能达到设计指标要求。通过对连续域一离散化设计法、解析设计法、模糊控制设计法等几种控制器设计方法的研究与软件仿真，从理论上对系统作了迸一步的探索和分析。最后，总结出作者在系统设计调试时所遇到问题、解决措施和个人心得体会．并且对本系统的应用前景及实际意义也进行了分析与展望。关键词：有限转角舵机直流无刷力矩电机伺服控带4数字控制器两北1_业人学蛳1论卫捅盟ABSTRACTAnew—stylemissi{eactuatorservocontrolsystemisstudi

4、ediathedissertation．ThesystemisaDigitalLimitedAngleBrushlessDCtorquemotorcontrolsystemwithacontrolcoreof80C196KCMCU(microchipcomputer)Ithasthecharacteristicofnod—gear-box，largeoutputtorque，sinailvolume，easycontrol，fastresponse，hightrackprecision，highreliabilityetc．ThesystemM

5、spotentialadvantagesoversubstitutingfortraditionalhydraulicorpneumaticmissileactuatorservocontrolsystemandhaswideprospectinthefieldsofaerialactuator，servovalve，robot，radarantennaetc．Thesystem’soperationprinciple，controlidea，functionsandrealizationofeachcomponentarediscussedi

6、ndetail．Themethodsofdeterminationbipolarinputtingcontrolsignal，optic-electroncoderfeedbacksignalconnectingwithMCU，dimension’sunityofinputtingsignalbetweenfeedbacksignal，zeropositionorientation，andlogicaldrivearepmposedandrealized．Theauthorschemesoutthesystem’sprinciplecircui

7、t，andcompletesthedesign，debugofhardwareandsoftware，testoftheprototypeperformances．Inthedesignationofsoftware，theauthoradoptsthemodulardesigningmethod，andmakesfulluseofthefunctionswhattheMCUoffers，suchasA／Dfunction，interruptfunction，PWMfunction，andsoftwaretimerfunction，Asares

8、ult，thefollowingsubroutinesareprogrammed：A／Dsample，readoptic—electroncoders