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1、直线电机论文：基于SOPC的直线电机运动控制器的研究与设计【中文摘要】目前,直线电机在运动控制领域的应用越来越广泛,如何实现直线电机的高响应、高精度控制是国内外学术界和工业界研究的重点。本文基于SOPC思想设计了一个软、硬件皆可裁剪的嵌入式直线电机运动控制器。本文主要研究内容如下:(1)在分析了传统增量PID算法和模糊算法各自特点的基础上,将传统增量PID算法和模糊算法相结合,采用模糊控制策略在线调整PID参数,实现控制算法的智能化。(2)在MATLAB/Simulink环境下针对直线电机原理建立了动态数学模型,确立了双闭环控制策略,并在位置环中引入模糊增
2、量PID算法。仿真结果表明,模糊增量PID较之传统PID算法有更好的动态与静态性能。(3)完成了基于SOPC的运动控制器的软、硬件设计。硬件部分定制了NiosII软核处理器和Avalon总线连接的外设,包括PWM模块、位置检测模块和模糊增量PID模块等,并进行了功能时序仿真进行检验。在NiosIIIDE开发环境下进行了软件主程序设计。本文采用SOPC技术设计了高性能、低功耗、智能化、集成化的嵌入式直线电机运动控制器,缩短了设计周期,节约了开发成本,提高了系统的可靠性,使得系统易升级。【英文摘要】Atpresent,linearmotorhadbeenwil
3、dlyusedinmotioncontrolfield.Academiccircleandindustrialcircleathomeandabroadfocusonhowtoimplementhigheraccuracyandhigherresponseonlinearmotor.Inthispaper,thedesignedofembeddedlinearmotorcontrolleronSOPCthatsoftwareandhardwarecanbeclipping.Themainresearchproductionofthepaperis:(1)A
4、nalysisthefeaturesoftraditionincrementalPIDalgorithmandfuzzyalgorithm,andcombinedfuzzyalgorithmswithtraditionincrementalPIDalgorithm,usethefuzzycontrolrulestoadjusttheparameterofPIDon-line,andachieveintelligentcontrolalgorithm.(2)Modelingthedynamicmathematicalmodeloflinearmotor,an
5、destablisheddoubleclose-loopscontrolstrategy,whichusefuzzyincrementalPIDalgorithmsinposition-loop.ThesimulationresultshowthefuzzyincrementalPIDhasmoredynamicandstaticperformancethantraditionPID.(3)Thewholesystemiscompleted,consistofsoftwareandhardwaredesign.Forthehardwaredesignpro
6、gram,NiosIIprocessorcoreandperipheralswithAvalonSwitchBusconnectionhavebeendesigned.SuchasPWMmodule,positiondetectionmodule,fuzzyincrementalPIDmoduleetc,andtestthedesignideafromfunctionandtimingsimulation.Asforthesoftwaredesign,mainprogramofsoftwarehavedesignedinNiosIIIDEdevelopme
7、ntenvironment.Atthiskindofdesign,ahigh-performance,lowpower-consumption,intelligent,integrationembeddedlinearmotorcontrollerwasdesignedbySOPCtechnologythatcanshorterthedesigncycle,savedevelopmentcasts,improvethereliabilityofsystem,makesthesystemeasiertoupgrade.【关键词】直线电机SOPC模糊PIDAv
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