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基于Matlab的步进电机闭环建模与仿真

0引言在传统的步进电机闭环控制中,控制器常采用的算法为PID或模糊控制方法。由步进电机组成的闭环控制系统存在着非线性、时变、干扰等特性,随着环境的变化对象的参数甚至结构都会发生变化。单独采用PID或模糊控制算法,很难获得理想的控制效果。因此,结合2种算法的优点,组成模糊PID控制算法。空间电压矢量脉宽调制方法以电动机定子的理想磁链圆为基准,由逆变器不同的开关模式所产生的实际磁链矢量去逼近基准磁链圆,并由它们比较的结果决定逆变器的开关状态,形成PWM波形。与传统电压正弦PWM相比,具有电机转矩脉动降低、电流波形畸变减小和直流电压利用率提高的优点。因此,本文结合模糊PID算法、SVPWM控制方法和矢量转换技术,建立一种响应速度快、控制精度高的步进电机闭环控制系统,并结合MATLAB强大的仿真功能,对建立的控制系统进行验证。1模糊PID模块的建立模糊PID模块采用的是模糊参数自适应PID控制。该控制方法是以模糊规则实时调节PID参数的...  (本文共2页) 阅读全文>>

中北大学
中北大学

高速高精度步进闭环控制系统的研究

步进电机作为应用最为广泛的一种执行元件,已经成为现代汽车行业、现代军事装备和其他现代工业自动化系统不可缺少的重要元件。随着电子技术、计算机技术、现代控制理论的不断发展和工业应用的不断深入,人们对步进电机应用系统提出了越来越高的要求,追求高精度的静态特性与高速度的动态响应特性成为新的研究热点。因此深入研究其控制系统以提高其控制性能具有重要的理论意义和工程实用价值。论文在详尽分析步进电机闭环控制系统的基础上构建了一种二相混合步进电机双闭环的控制系统。该闭环控制系统包含了两个闭环:一是速度闭环,另外一个就是电流矢量闭环;两个控制器:一个速度控制器,另一个是电流矢量控制器;两次矢量转换:一是电流矢量转换,二是电压矢量反转换;一个两相混合步进电机。在理论上,通过合理的简化与假定去除了步进电机的一些非线性因素,实现了二相混合步进电机的精确建模;在深入研究各种控制器算法的基础上,提出了模糊-PID算法,这种改进的复合控制算法大大增强了步进电机...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

《黑龙江生态工程职业学院学报》2014年01期
黑龙江生态工程职业学院学报

用MATLAB实践数字信号处理课程的辅助教学

0前言当今人类正进入信息时代,而数字化是信息时代发展的方向。因此,数字信号处理技术已成为每一个电子信息科学工作者必须掌握的重要知识。数字信号处理课程已成为国内外大学信息、通信、航天、地震、天文、声学、生物医学工程、语音处理、机械工程等专业本科生与研究生的必修专业课程。它采用计算机和专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、估计与识别等加工处理,以达到提取信息便于使用的目的。但是由于“数字信号处理”是一门用数学工具来分析典型的物理问题的课程,所以要求熟悉函数(奇偶性、周期性、初等函数等)、极限、级数、微积分、复数、矩阵等相关的数学知识,对学生的数学功底要求很高。数字信号处理的理论、算法比较抽象,学生理解和接受起来有一定的困难。在新的时代要求下,学生的素质教育日益重要,而单一的板书讲解的课堂教学方式显然不能满足素质教育的要求。所以改革课堂教学模式,把数字信号处理的理论教学和MATLAB的应用结合起来,利用MAT...  (本文共3页) 阅读全文>>

《科教文汇(上旬刊)》2014年01期
科教文汇(上旬刊)

基于MATLAB的线性代数实践课程建设

线性代数是高等院校工、管、理等专业的一门重要基础课程,是用数学知识解决实际问题的一个强有力的工具,广泛地应用于物理、力学、信号处理、系统控制、电子、通信等学科领域。线性代数课程除了培养学生的逻辑推理能力、抽象思维能力、基本运算能力外,还应注重培养学生的数学建模能力与数值计算能力,使学生学会用数学方法解决实际问题,并能利用计算机进行一定的科学计算。然而,实际应用案例及科学计算仍是线性代数教学中的一个薄弱环节。在传统的线性代数教材中,涉及线性代数应用的实例很少,涉及行列式和矩阵的阶数很低,其中的数字也比较简单。然而,来源于实际问题的数学模型中,行列式和矩阵的阶数可能很高,其中的数字也可能比较复杂,在这种情况下仅用笔和纸进行手工计算几乎是不可能实现的。直到Matlab数学软件的产生,使人们看到了解决这些问题的希望。面对新的形势,尤其是计算机的普及和高性能计算机软件的出现,很多复杂的数学计算不应再成为教师讲授和学生练习的障碍。如果仍然沿...  (本文共2页) 阅读全文>>

《信息通信》2014年01期
信息通信

浅析Matlab软件在信号与系统辅助教学中的应用

《信号与系统》是通讯和电子信息专业一门重要的基础课程,它具有很强的数学背景,在数据运算中涉及到高等数学、复变函数等内容,教师在教学过程中需要利用复杂的数学公式对信号与系统之间的关系进行分析变换。借助Matlab软件的强大图形图像分析优势,可以以图形形式展现信号与数据的关系,帮助学生理解《信号与系统》课程中的相关概念。1对Matlab软件的分析Matlab是美国Mathworks公司出品的商业数学软件,它用于算法开发、数据可视化、数据分析及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。Matlab软件可以将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计及必需进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。Matlab软件主要具有以下特点:(1)Matlab可以进行矩阵变换、数据插值运算等等,让用户从复...  (本文共1页) 阅读全文>>

《科技信息》2014年04期
科技信息

Matlab在线性代数教学中的应用探讨

1.前线性代数课程是高等学校的重要数学基础课,为学生学习后继专业课程提供知识储备。当前的线性代数课程存在教学内容抽象,概念多,直观信息少,理论多、应用少的情况。目前国内工科院校普遍使用的教材过分拘泥于严密的理论推导,忽视了概念、原理和模型的实际背景,缺乏解决实际问题的训练。同时线性代数教学过程中数据多,运算量大,学生往往觉得难以掌握。针对线性代数课程的这些特点,必须对现有的教学模式进行改革。利用计算机技术辅助教学,既能提高教学效率,促进线性代数教学理论走向应用,又能锻炼和培养学生的数值计算能力,是新时期线性代数课程焕发生机的必然之路。由于现在高校的课程设置,线性代数的课时安排往往十分有限,通常为48课时甚至只有32课时。而在如此有限的课时中既要把线性代数中的概念、理论讲透,又要把计算过程在课堂上讲详细是很难做到的。线性代数的很多题目都涉及到大量的数据运算,在有限的课堂时间内手工推算十分浪费时间,同时学生也会因为繁琐的数据计算而觉...  (本文共2页) 阅读全文>>

《中国外资》2014年04期
中国外资

基于Matlab软件的美国石油进口量数据分析

首先我们来研究自1920年以来,美国每年获得的石油总量,画出每年石油总量的散点图,石油总量有石油生产量、非战略性石油储备量和石油进口量组成。对图像进行一维线性拟合后,得总量方程:Y=71807X-137320000(千桶),其中的X为年份。其可决系数为0.9785,接近于1,因此石油总量和年份具有明显的线性增加关系,实际上直至2005年的378473.4千桶达到最大值,之后有所下降。美国石油总量的增长与人口和GDP的增长分不开。我们先画出1940年以来美国人口的数据图如下,可知美国人口一直在以线性方式增长。用拟合得方程:Y=2556.8X-4833000(千人),Y为人口总量,X为年份,可决系数R2=0.9971≈1,拟合效果非常的好。再来研究国民生产总值增长的情况,从图中可知,从1948年开始,美国的经济都处于指数增长的状态,但从2006年开始出现了次贷危机,影响了美国的经济发展,2009年国民生产总值开始出现倒退。下图中主要...  (本文共2页) 阅读全文>>