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基于PLC的步进电动机控制系统设计 被引量：2
1
作者 吕栋腾 李俊雨 《自动化应用》 2025年第1期6-8,共3页
以某自动化产线为研究对象,结合系统实际控制要求,设计了一种基于PLC的步进电动机控制系统。使用S7-1200PLC作为主控制器,配合DM556D数字式步进驱动器和110HS12步进电动机,通过TIA博途软件完成项目创建、硬件组态、IO设备分配和程序设... 以某自动化产线为研究对象,结合系统实际控制要求,设计了一种基于PLC的步进电动机控制系统。使用S7-1200PLC作为主控制器,配合DM556D数字式步进驱动器和110HS12步进电动机,通过TIA博途软件完成项目创建、硬件组态、IO设备分配和程序设计。该系统经综合调试,控制精度高且运行稳定可靠,可有效提高设备的工作效率。 展开更多
关键词 步进电动机 控制系统 可编程逻辑控制器
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特约主编寄语
2
作者 程明 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1219-1219,共1页
伺服电机系统是航空航天、机器人、国防军工等高端装备的核心动力部件,其品质是国家核心竞争力的重要体现。当前,高端装备对伺服电机系统的转矩密度、动态响应、效率等关键性能提出更为严苛的要求。然而,传统电机理论与分析方法的局限性... 伺服电机系统是航空航天、机器人、国防军工等高端装备的核心动力部件,其品质是国家核心竞争力的重要体现。当前,高端装备对伺服电机系统的转矩密度、动态响应、效率等关键性能提出更为严苛的要求。然而,传统电机理论与分析方法的局限性,制约高品质伺服电机系统的发展。因此,亟需开展伺服电机系统相关研究,揭示伺服电机的磁场调制机理,提出数学表征方法,建立复杂工况下电机系统多因素耦合模型,掌握电磁参数时变特征与演变规律,提出多层级电机系统综合设计方法,进而形成高品质伺服电机系统的基础理论与科学体系,为我国高端装备的发展提供科学依据和技术支撑。 展开更多
关键词 国防军工 伺服电机 电机系统 航空航天 多因素耦合 数学表征 高端装备 关键性能
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基于离散矢量模型的微电机转子二次去重动平衡研究
3
作者 姜东 薛子旻 +3 位作者 鲁镇荣 李梦瑄 陈伟宇 杭晓晨 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1486-1495,共10页
针对微电机转子初始不平衡量较大时动平衡效果不佳的问题,提出了一种基于离散矢量模型的切削去重不平衡校正方法。根据铣刀和转子的参数建立离散矢量去重模型,基于边缘曲线离散点的积分计算得到了二次去重情况下切削等效质量与切削深度... 针对微电机转子初始不平衡量较大时动平衡效果不佳的问题,提出了一种基于离散矢量模型的切削去重不平衡校正方法。根据铣刀和转子的参数建立离散矢量去重模型,基于边缘曲线离散点的积分计算得到了二次去重情况下切削等效质量与切削深度的对应关系,通过与三维模型仿真数据比较验证了模型的精度。采用5个微电机转子进行试验验证,在转子初始不平衡量高于100 mg的情况下,能实现90%以上的总去重率,并将剩余不平衡等效质量控制在10 mg以下,被测转子均符合G1.0精度等级。表明该方法能够在初始不平衡量较大时提高微电机转子动平衡精度。 展开更多
关键词 转子动平衡 微电机 切削去重不平衡校正方法 离散矢量模型 初始不平衡量
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壳体材料对旋转变压器的影响分析
4
作者 李立娜 方晓强 +1 位作者 孙雨田 沈蕾 《微特电机》 2025年第6期33-36,共4页
对旋转变压器常用的壳体材料的优缺点进行分析,对不同壳体材料在加工过程中由于温度不同产生的形变进行仿真分析和测试。针对高温引起壳体变形导致旋转变压器性能降低的问题,提出优化方案,并通过实验验证方案的有效性。
关键词 旋转变压器 壳体材料 优化方案
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无刷旋转变压器环变励磁信号线对旋变误差影响分析
5
作者 李立娜 沈蕾 +1 位作者 孙雨田 王永博 《微特电机》 2025年第7期22-27,共6页
分析无刷旋转变压器环变励磁信号线穿过旋变铁心槽时产生旋变误差的原因,提出降低旋变误差的环变励磁信号线放置方法,并进行仿真分析及实验验证,结果表明,该方法有效降低了旋变误差,可为无刷旋转变压器的设计生产提供参考依据。
关键词 无刷旋转变压器 环变励磁信号线 仿真分析
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基于内模控制器的神经网络多模型控制方法研究
6
作者 唐军 张皓 陈伟军 《微电机》 2025年第9期38-45,共8页
由于内模控制具有结构清晰、原理简单、控制参数少,易于整定和扩展等优点,能够根据偏差信号的变化,仅调节一个参数就能达到较为满意的控制效果。因此,本文以控制不同阶次及参数的直流电机模型为应用背景,利用整定好控制参数的多个内模... 由于内模控制具有结构清晰、原理简单、控制参数少,易于整定和扩展等优点,能够根据偏差信号的变化,仅调节一个参数就能达到较为满意的控制效果。因此,本文以控制不同阶次及参数的直流电机模型为应用背景,利用整定好控制参数的多个内模控制器,在线采集每个控制器的输入输出数据集,并对数据集进行优化处理后,送入神经网络进行离线训练,并将训练好的网络作为多个直流电机模型的通用控制器。Matlab仿真表明:当控制多个直流电机模型时,该控制方法与多个内模控制器相比,无超调量,且最长调节时间、上升时间、延迟时间分别为0.707 s、0.449 s、0.218 s,不仅具备每个内模控制器的单模型控制能力,而且响应速度更快、超调量更小。 展开更多
关键词 内模控制 神经网络 多模型控制器 离线训练
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基于三阶角度观测器的旋变软解码系统设计
7
作者 宋建国 李小波 徐自可 《电子技术应用》 2025年第11期71-75,共5页
新能源汽车电驱系统通常使用旋转变压器获取电机转子位置,但其电路复杂且芯片昂贵,成本昂贵。传统二阶锁相环在对转子加速跟踪时存在稳态误差,实际工况中常有输入的正余弦一相丢失导致软解码发生旋变故障。对此提出一种基于三阶角度观... 新能源汽车电驱系统通常使用旋转变压器获取电机转子位置,但其电路复杂且芯片昂贵,成本昂贵。传统二阶锁相环在对转子加速跟踪时存在稳态误差,实际工况中常有输入的正余弦一相丢失导致软解码发生旋变故障。对此提出一种基于三阶角度观测器的角度观测器来提高位置解码精度,同时采用锁相环算法跟踪解码故障时的剩余信号,恢复丢失信号完成故障后的解码。最后通过MATLAB仿真证明了算法的可行性和有效性。采用英飞凌TC387的DSADC模块进行实际实验验证解码效果,结果表明该系统对加速度达到稳定跟踪,同时在某相信号缺失后可保持良好的解码效果。 展开更多
关键词 旋转变压器 软解码 角度观测器 锁相环
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基于ARM的伺服电机控制系统设计
8
作者 曹雪花 华洵 《工业控制计算机》 2025年第10期20-22,共3页
采用单片机控制伺服电机具有成本低、实时性强、控制灵活等多种优点,是当前生产应用中的一种重要的控制方式。以STM32F4xx单片机作为主控制器,以PyQt5为上位机界面开发工具,实现了一种伺服电机控制系统。实践表明该系统具有较好的作业... 采用单片机控制伺服电机具有成本低、实时性强、控制灵活等多种优点,是当前生产应用中的一种重要的控制方式。以STM32F4xx单片机作为主控制器,以PyQt5为上位机界面开发工具,实现了一种伺服电机控制系统。实践表明该系统具有较好的作业效果。 展开更多
关键词 伺服电机 STM32控制器 PyQt5
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高转矩密度永磁游标伺服电机磁通屏障效应分析及抑制 被引量：2
9
作者 秦语缘 樊英 +2 位作者 陈秋蒴 唐琛 房莉 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1237-1247,I0002,共12页
永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了... 永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了输出性能的提高。因此,该文提出一种辅助励磁交替极轮辐式游标伺服电机结构,旨在分析磁通屏障效应形成机理,并通过交替极、辅助永磁体与磁障、磁桥组合排布的拓扑优化设计为低极对数磁通提供有效磁路,抑制上述磁通屏障效应,进而提高电机转矩密度与输出性能。在此基础上,进行样机制作,通过实验验证上述解析计算的正确性与所提结构对磁通屏障效应抑制的有效性,为高品质伺服电机拓扑选择、性能优化提供依据。 展开更多
关键词 永磁游标伺服电机 磁通屏障效应 辅助励磁 高转矩密度 磁路分析
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FPGA智驱多通道步进电机精密平台 被引量：1
10
作者 李浩然 李明桧 +5 位作者 甄国涌 储成群 刘婕 臧帅辰 高佳琦 李文越 《工业仪表与自动化装置》 2025年第1期103-110,共8页
该文给出了一种FPGA智驱多通道步进电机精密平台的设计方法。通过改进电机梯形加减速算法降低计算复杂程度,并将该算法部署到FPGA平台上与多组传感器共同工作。通过可视化的上位机界面由UART与主控板进行通信,并实现了运动参数的实时下... 该文给出了一种FPGA智驱多通道步进电机精密平台的设计方法。通过改进电机梯形加减速算法降低计算复杂程度,并将该算法部署到FPGA平台上与多组传感器共同工作。通过可视化的上位机界面由UART与主控板进行通信,并实现了运动参数的实时下发配置,实现了对电机的精准控制。性能测试结果表明,该精密平台可以精准控制多通道步进电机启停运动,有效避免了失步和过冲,具有良好的性能。同时该平台还具有平稳的加减速曲线,原点可控,可调速度,精准步数等特点,且具备仿真验证,满足明确的需求。 展开更多
关键词 FPGA 多通道 步进电机 加减速算法
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计及辅助服务的微电网群退役电池共享储能优化配置
11
作者 陈佳艺 荀汉龙 +2 位作者 刘杨 金旭冉 胡克 《电气自动化》 2025年第2期94-97,100,共5页
对电动汽车退役动力电池进行梯次利用,可有效降低微电网群储能系统的配置成本。因此,提出了一种基于电动汽车退役电池的微电网群共享储能优化配置模型,以促进退役电池的高效利用,并通过参与辅助服务政策提高微电网群的经济效应。上层采... 对电动汽车退役动力电池进行梯次利用,可有效降低微电网群储能系统的配置成本。因此,提出了一种基于电动汽车退役电池的微电网群共享储能优化配置模型,以促进退役电池的高效利用,并通过参与辅助服务政策提高微电网群的经济效应。上层采用退役电池作为储能主体配置共享储能,以微电网群储能投资成本最低为目标,得到储能系统最优容量配置方案;下层模型目标为用户侧参与辅助服务后的最大日收益,在储能系统最优容量配置的前提下,实现对用户侧每日经济效益的优化。最后设置了三种场景进行算例验证。结果表明,退役电池的梯次利用具有显著的成本优势,且储能系统通过积极响应辅助服务政策能有效提高微电网群经济效益。 展开更多
关键词 微电网群 退役电池 共享储能 辅助服务 容量配置
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直流变压器超高频局部放电在线监测系统研究
12
作者 闫家里 张飞宇 《仪器仪表与分析监测》 2025年第1期16-20,共5页
本文对直流变压器局部放电原因进行分析,对不同放电监测方法进行比较,根据局部放电特点采用超高频放电在线监测技术,对变压器超高频局部放电监测系统进行研究。首先进行监测系统硬件设计,根据放电过程中电磁波传播特性,选择合适的传感... 本文对直流变压器局部放电原因进行分析,对不同放电监测方法进行比较,根据局部放电特点采用超高频放电在线监测技术,对变压器超高频局部放电监测系统进行研究。首先进行监测系统硬件设计,根据放电过程中电磁波传播特性,选择合适的传感器将其置于变压器内部,进行监测研究。然后对信号调理电路进行设计,包括前置放大电路设计和信号的处理,提高直流变压器局部放电监测的精度和准确性。 展开更多
关键词 变压器 放电 监测 电磁波
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基于数据协同的电机成品入库管理实践
13
作者 张佳莹 余渊 《上海大中型电机》 2025年第2期59-62,共4页
随着企业规模的不断扩大和市场竞争的加剧,高效的成品入库管理成为企业运营的关键环节之一。本文探讨了基于数据协同的电机成品入库管理实践,旨在通过装箱系统和项目管理系统实现成品入库流程的数字化升级。文章分析了电机成品入库管理... 随着企业规模的不断扩大和市场竞争的加剧,高效的成品入库管理成为企业运营的关键环节之一。本文探讨了基于数据协同的电机成品入库管理实践,旨在通过装箱系统和项目管理系统实现成品入库流程的数字化升级。文章分析了电机成品入库管理业务流程,明确了优化目标,即通过数字化手段实现装箱设计、装箱申请、质检确认、入库确认及状态更新等功能,详细介绍了成品入库管理的设计与实现,探讨了其在实际企业中的应用效果,并对未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 项目管理系统 装箱系统 电机成品入库
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弹性伺服系统高性能位置控制器设计及增益边界分析
14
作者 牛泽农 黄文新 +1 位作者 卜飞飞 赵亚俊 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5234-5246,共13页
针对弹性伺服系统带宽受反谐振频率限制问题,提出了两种基于状态反馈的位置控制器设计方法。含积分的状态反馈控制采用零极点对消法降低了闭环系统的阶数,频域上最优速度前馈设计提高了动态性能。无积分的状态反馈控制取消了速度环积分... 针对弹性伺服系统带宽受反谐振频率限制问题,提出了两种基于状态反馈的位置控制器设计方法。含积分的状态反馈控制采用零极点对消法降低了闭环系统的阶数,频域上最优速度前馈设计提高了动态性能。无积分的状态反馈控制取消了速度环积分部分,用观测扰动补偿输出转矩,消除稳态误差。采用最大峰值灵敏度理论分析可得,取消速度环积分的设计有更大的增益边界,且所得极限增益为实际应用中带宽选择提供了合理的指导。在同步带轮伺服系统上验证了所提方法的有效性,实验表明,所提状态反馈位置控制具有良好的动态响应和较宽的增益选择范围。 展开更多
关键词 伺服控制 双惯量系统 状态反馈控制 增益边界
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基于概率的TMR传感器磁滞建模方法的研究
15
作者 李玉涛 王立亮 +1 位作者 于浩 钱政 《电测与仪表》 北大核心 2025年第3期64-70,共7页
磁滞现象是影响TMR(tunnel magneto resistance)传感器测量精度的主要因素之一,一般通过磁滞分析对磁滞进行补偿降低其影响。常用的磁滞分析通常基于Presach模型,存在建模复杂、计算速度慢等缺点,在实际应用中不能充分提升TMR测量精度... 磁滞现象是影响TMR(tunnel magneto resistance)传感器测量精度的主要因素之一,一般通过磁滞分析对磁滞进行补偿降低其影响。常用的磁滞分析通常基于Presach模型,存在建模复杂、计算速度慢等缺点,在实际应用中不能充分提升TMR测量精度。针对TMR磁滞特性建模问题,文中提出了一种基于磁滞算子概率估计的建模方法。对磁滞算子转换阈值的概率分布进行估计,构建TMR传感器静态磁滞模型;估计不同频率磁场下磁滞算子转换速度的概率分布,与静态磁滞模型结合,构建TMR传感器动态磁滞模型。文中采用了两个典型TMR传感器对所提出的磁滞模型进行验证,误差最大值减小13.3%,方差减小52.1%。结果表明文中方法可有效提升TMR传感器测量精度,且计算简单,具有较好的适用性。 展开更多
关键词 TMR传感器 磁滞 概率
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多轴步进电机速度曲线算法的时分复用策略
16
作者 吴博 雷兴明 +1 位作者 王邦继 刘德兴 《电子测量技术》 北大核心 2025年第12期108-116,共9页
针对多轴步进电机控制器实现过程中,需要进行硬件逻辑的复用,导致逻辑资源占用量过多的问题,提出一种速度曲线算法的时分复用策略。首先,基于刚体绕定轴转动的运动学理论及步进电机控制原理,建立了步进电机控制脉冲周期与运动学物理量... 针对多轴步进电机控制器实现过程中,需要进行硬件逻辑的复用,导致逻辑资源占用量过多的问题,提出一种速度曲线算法的时分复用策略。首先,基于刚体绕定轴转动的运动学理论及步进电机控制原理,建立了步进电机控制脉冲周期与运动学物理量之间的映射关系;其次,结合脉冲计算公式将匀加速与匀减速两种转动模式进行合并,优化了速度曲线的计算方法;然后,采用时分复用的设计思想,在单轴非时分复用控制的基础上,充分利用控制脉冲输出的时间间隔,进行了多轴速度曲线算法的时分复用设计;最后实现了两轴步进电机时分复用控制器IP核,相较于两轴非时分复用IP核,逻辑资源使用量降低了33.68%,热功耗降低了14.04%,并搭建硬件实验平台进行了算法验证。结果表明,时分复用IP核可以实现两轴步进电机的精确控制,角位移跟随误差均在±8 step(±0.9°)以内。 展开更多
关键词 多轴步进电机 开环控制 速度曲线 时分复用 现场可编程门阵列(FPGA)
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尺蠖粘滑复合式压电直线驱动器的设计
17
作者 罗孟涛 崔玉国 +3 位作者 李翔玮 梁荣喜 张增 许凯航 《压电与声光》 北大核心 2025年第5期908-913,共6页
为实现压电驱动器的快速驱动和大负载能力,提出了一种尺蠖粘滑复合驱动式压电直线驱动器的新构型。首先,基于结构一体化的思想设计了钳驱一体式定子,该定子体积小,结构紧凑;其次,基于增粘减滑的思想提出了双定子异步驱动式压电直线驱动... 为实现压电驱动器的快速驱动和大负载能力,提出了一种尺蠖粘滑复合驱动式压电直线驱动器的新构型。首先,基于结构一体化的思想设计了钳驱一体式定子,该定子体积小,结构紧凑;其次,基于增粘减滑的思想提出了双定子异步驱动式压电直线驱动器,分析了其减小位移回退机理;再采用有限元仿真软件ANSYS对定子的变形、应力及驱动器运动特性进行仿真分析;最后搭建了实验系统,测试驱动器的运动特性及负载能力。实验结果表明,在异步驱动下驱动器的输出位移具有良好的线性,位移回退率较单定子模式降低了39%,其最大速度为10.8 mm/s,最大水平负载为60 g,最大垂向负载为1.2 kg。 展开更多
关键词 压电直线驱动器 一体式定子 尺蠖粘滑 异步驱动 增粘减滑
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三轴振镜驱动系统设计
18
作者 谭轩 谢斌 +2 位作者 刘伟 邓磊敏 李叶松 《微特电机》 2025年第7期38-43,共6页
针对激光三维微加工的同步高速高精度性能需求,提出一种基于并行处理架构的全数字控制三轴振镜驱动系统方案。采用高性能多核DSP实现双闭环位置复合控制策略,结合多核实时任务时序调度机制,提高三轴振镜同步控制性能。实验结果表明,所... 针对激光三维微加工的同步高速高精度性能需求,提出一种基于并行处理架构的全数字控制三轴振镜驱动系统方案。采用高性能多核DSP实现双闭环位置复合控制策略,结合多核实时任务时序调度机制,提高三轴振镜同步控制性能。实验结果表明,所提出的三轴振镜驱动系统方案实现了良好的位置跟踪性能,可以满足激光三维微加工要求。 展开更多
关键词 振镜驱动 数字控制 伺服系统 复合控制 三轴同步控制
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弹载无刷直流电机抗载结构设计及特性分析
19
作者 肖磊 冯治国 +2 位作者 赵磊 张宇 旷华聪 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期77-84,92,共9页
针对制导炮弹23 000g高过载环境下弹载电机转轴与轴承易损问题,设计了一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机。首先通过计算得到弹载电机加速度载荷曲线,分析了无刷直流电机轴承与转轴为易失效部件。其次根据碟形... 针对制导炮弹23 000g高过载环境下弹载电机转轴与轴承易损问题,设计了一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机。首先通过计算得到弹载电机加速度载荷曲线,分析了无刷直流电机轴承与转轴为易失效部件。其次根据碟形弹簧与钢球吸能特性,在结构空间有限的情况下设计了一种碟形弹簧与特制钢球结合的无刷直流电机复合缓冲减振结构,并基于该结构设计一种高转速快响应的抗高过载电机。最后对设计的电机进行仿真与试验分析,结果表明冲击过载环境下所设计复合缓冲结构能够有效降低电机轴系零部件所受应力与变形。抗高过载电机经锤击试验后结构无明显损伤,工作性能满足精确制导控制要求。 展开更多
关键词 制导炮弹 抗高过载 无刷直流电机 瞬态动力学 缓冲减振
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一种光电吊舱转台电机驱动装置设计与实现
20
作者 刘银 赵磊 +1 位作者 张宇 冯治国 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期131-136,共6页
针对实现光电吊舱转台转动平稳和低成本的应用,研究基于永磁无刷直流力矩电机和数字信号控制器dsPIC30F4012芯片为核心的光电吊舱转台电机驱动装置。重点阐述了永磁无刷直流力矩电机的设计以及系统控制策略和硬件电路的搭建,对永磁无刷... 针对实现光电吊舱转台转动平稳和低成本的应用,研究基于永磁无刷直流力矩电机和数字信号控制器dsPIC30F4012芯片为核心的光电吊舱转台电机驱动装置。重点阐述了永磁无刷直流力矩电机的设计以及系统控制策略和硬件电路的搭建,对永磁无刷直流力矩电机进行了建模与分析。采用电流和转子速度实现电机的双闭环控制,同时结合模糊PID算法来提高系统的控制鲁棒性。通过Simulink仿真和实验验证,该装置的转矩波动系数小于5%,达到了预期控制效果,且拥有较好的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 永磁无刷直流力矩电机 DSPIC30F4012 双闭环 模糊PID
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