直线视力训练仪中无刷直流电机运动控制系统研制

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直线视力训练仪是一种通过对人眼调节能力进行训练,从而改善视力的康复器械。本课题针对于现有直线视力训练仪使用寿命短,噪声较大,控制方式简单,控制精度不高等缺点,提出了新的机械结构和电气结构,并且主要进行了电气驱动部分的设计。本文创新点是把无刷直流电机应用到直线视力训练仪中,设计了pwm-on方式驱动电路,设计了参数自适应的双闭环控制方案。  硬件电路设计采用PIC16F1936为核心的控制器,设计了三相桥电路和上桥臂栅极驱动升压电路,设计了基于门电路的pwm-on的逻辑控制模块。软件部分设计使用C语言,采用模块化的设计方法,设计了系统初始化子程序,人机交互子程序,换相子程序,电流控制子程序以及速度控制子程序。通过在Matlab软件建立直流无刷电机的系统模型,并且提出内环-电流环采用PI算法;外环—速度环采用参数自调整的Fuzzy-PI算法。通过对模型的分析和计算,确定内外环控制器参数,并且通过Matlab仿真验证了算法的可行性。较好的实现了系统调速范围宽,响应迅速,稳定精度高。
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