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汽车仪表步进电机控制系统设计与性能分析
| 论文题名： | 汽车仪表步进电机控制系统设计与性能分析 |
| 关键词： | 汽车步进电机;开环控制系统;控制性能;仿真模型 |
| 摘要： | 步进电机作为一种将电脉冲信号转换成相应角位移的执行器件，具有定位精度高、动态转矩大、控制简单等特点，可直接采用数字信号进行开环控制。为实现步进电机的平稳快速运行，提高电机加速能力以及减弱启停过程中对电机的冲击，并防止失步，合理的加速度曲线设计十分重要。本文通过建立基于MATLAB/SIMULINK的步进电机控制系统仿真模型研究运行曲线对步进电机控制性能的影响，实现步进电机转动速度和控制精度的优化，该仿真模型也为预测其它步进电机系统的工作性能提供了一种途径。 本文对步进电机的工作原理和结构进行了系统分析，结合步进电机的基本特性，以及步进电机的细分驱动技术。通过对步进电机加减速算法的研究，设计了一种实时控制的步进电机S曲线加减速算法。 本文通过对步进电机开环控制系统的深入研究，建立了基于SIMULINK的步进电机控制系统仿真模型，并对对梯形、指数型、S型曲线进行仿真，在此基础上对三种运行曲线的仿真结果进行比较分析，研究改进型S曲线算法的高效性。 本文基于汽车仪表步进电机的数据采集原理，结合现有数据滤波算法，限幅滤波法、移动平滑滤波法等，对实车数据进行滤波处理，使所得数据能排除干扰项，在误差允许范围内提高数据的平滑性，对电机的低速抖动起到抑制作用。 为验证改进型S曲线算法的控制性能，本文基于步进电机控制系统的硬件实验平台，设计软件控制程序。实验验证表明，实验结果与仿真结果基本一致。结果表明采用改进型S运行曲线可明显提高步进电机的转动速度，有效解决了汽车仪表指针旋转中准确度与平滑度相矛盾的问题。 |
| 作者： | 曾勇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 麻友良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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