汽車儀表步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計與性能分析.pdf

1、步進電機作為一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移的執(zhí)行器件，具有定位精度高、動態(tài)轉(zhuǎn)矩大、控制簡單等特點，可直接采用數(shù)字信號進行開環(huán)控制。為實現(xiàn)步進電機的平穩(wěn)快速運行，提高電機加速能力以及減弱啟停過程中對電機的沖擊，并防止失步，合理的加速度曲線設(shè)計十分重要。本文通過建立基于MATLAB/SIMULINK的步進電機控制系統(tǒng)仿真模型研究運行曲線對步進電機控制性能的影響，實現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)動速度和控制精度的優(yōu)化，該仿真模型也為預(yù)測其它步進電機系統(tǒng)的工作

2、性能提供了一種途徑。
　　本文對步進電機的工作原理和結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)分析，結(jié)合步進電機的基本特性，以及步進電機的細分驅(qū)動技術(shù)。通過對步進電機加減速算法的研究，設(shè)計了一種實時控制的步進電機S曲線加減速算法。
　　本文通過對步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)的深入研究，建立了基于SIMULINK的步進電機控制系統(tǒng)仿真模型，并對對梯形、指數(shù)型、S型曲線進行仿真，在此基礎(chǔ)上對三種運行曲線的仿真結(jié)果進行比較分析，研究改進型S曲線算法的高效性。

3、　　本文基于汽車儀表步進電機的數(shù)據(jù)采集原理，結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)濾波算法，限幅濾波法、移動平滑濾波法等，對實車數(shù)據(jù)進行濾波處理，使所得數(shù)據(jù)能排除干擾項，在誤差允許范圍內(nèi)提高數(shù)據(jù)的平滑性，對電機的低速抖動起到抑制作用。
　　為驗證改進型S曲線算法的控制性能，本文基于步進電機控制系統(tǒng)的硬件實驗平臺，設(shè)計軟件控制程序。實驗驗證表明，實驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。結(jié)果表明采用改進型S運行曲線可明顯提高步進電機的轉(zhuǎn)動速度，有效解決了汽車儀表指針旋轉(zhuǎn)中