基于MFAC的直流伺服电机控制系统研究及应用

发布时间：2017-09-23 07:27

  本文关键词：基于MFAC的直流伺服电机控制系统研究及应用

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【摘要】：针对现有的直流伺服电机控制系统的不足,为了开发一个体积小、成本低、精度高、稳定性好的直流伺服电机控制系统,本文在控制系统硬件结构、软件系统、控制算法等多个方面进行了研究。主要研究内容有：第一,通过直流伺服电机控制系统的需求分析,完成了直流伺服电机控制系统的设计,包括控制器硬件设计、控制器软件设计和上位机软件设计。并制作出实验样机一台。实验样机的特点在于体积小、功率大。第二,将无模型自适应控制算法(MFAC)应用于电机速度控制,并提出一种改进的无模型自适应控制算法应用于电机的位置控制。通过MATLAB软件仿真研究与实验测试,验证了无模型自适应控制算法以及改进的无模型自适应控制算法对于电机速度和位置的实际控制效果。第三,通过与现有直流伺服电机控制器做对比实验,验证了样机的工作性能。另外,还通过实际的多角度观测系统应用实验,验证了该样机在实际项目中的控制效果以及控制系统的可靠性与稳定性。
【关键词】：MFAC 直流伺服电机 控制器 STM32
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM383.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-18
• 1.1 课题研究背景及其意义7-8
• 1.2 直流伺服电机控制系统发展现状8-15
• 1.2.1 国外发展现状8-11
• 1.2.2 国内发展现状11-15
• 1.3 关键技术与难点15-16
• 1.4 本文研究内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 2 控制系统硬件设计18-28
• 2.1 需求分析18
• 2.2 方案设计18-20
• 2.2.1 主控制模块方案设计18-19
• 2.2.2 驱动模块方案设计19-20
• 2.3 详细设计20-27
• 2.3.1 主控制模块设计20-21
• 2.3.2 驱动模块设计21-22
• 2.3.3 电源模块设计22-23
• 2.3.4 其他模块设计23-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 控制系统软件设计28-37
• 3.1 需求分析28
• 3.2 控制器软件设计28-35
• 3.2.1 总体设计29-31
• 3.2.2 详细设计31-35
• 3.3 上位机软件设计35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 伺服控制算法仿真研究37-52
• 4.1 电机速度控制系统仿真37-46
• 4.1.1 控制系统数学模型37-39
• 4.1.2 无模型自适应控制算法39-40
• 4.1.3 基于遗传算法的参数优化40-42
• 4.1.4 仿真结果42-44
• 4.1.5 实验测试结果对比44-46
• 4.2 电机位置控制系统仿真46-51
• 4.2.1 控制系统数学模型46
• 4.2.2 改进的无模型自适应控制算法46-49
• 4.2.3 实验测试结果对比49-51
• 4.3 本章小结51-52
• 5 实验与应用52-63
• 5.1 测试实验52-56
• 5.1.1 实验方案设计53
• 5.1.2 实验方案实施53-54
• 5.1.3 实验结果分析54-56
• 5.2 应用实验56-61
• 5.2.1 实验方案设计58
• 5.2.2 实验方案实施58-59
• 5.2.3 实验结果分析59-61
• 5.3 本章小结61-63
• 6. 总结与展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-68
• 个人简介68-69
• 导师简介69-70
• 获得成果目录70-71
• 致谢71

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本文编号：903970