直流电机的角位移伺服控制系统研究.docx

直流电机的角位移伺服控制系统研究
刘海成,贺亮,卞玉坤,姚广俊
黑龙江工程学院,哈尔滨
摘要: 本文介绍一种以STM32微控制器作为控制核心的直流电机角位移伺服控制系统。系统以光电编码器为角位移传感器,还具有基于PWM和H桥的电机驱动电路,并通过数字PID控制策略,实现基于直流电机的角位移控制。实际测试表明,系统具有控制精确、稳定性好和结构简单等特点。
关键词: 角位移;直流电机;PID;STM32;光电编码器
中图分类号: : A
Study of Angular Displacement Servo Control System Based on DC Motor
Liu Haicheng, He Liang, Bian Yukun, Yao Guangjun
Heilongjiang Institute of Technology, Harbin , China
Abstract: DC motor angular displacement servo control system  which takes STM32 microcontroller as the control core is introduced by the system takes photoelectric encoder as angular displacement sensor, has a motor drive circuit based on PWM and Hbridge, and through digital PID control strategy achieves the angular displacement control based on DC motor. The actual test shows that the system has the features of control precision, good stability and simple structure.
Key words: angular displacement; DC motor; PID; STM32; optical encoder
引言
角位移控制广泛,应用于生产生活的各个方面,如药品灌装和相机的焦距调节系统等。在角位移控制的领域中,一般采用步进电机来实现。但由于步进电机体积越小则相对力矩越小,且有失步、低速时有振动,以及运行温度高等问题,鉴于步进电机在某些开发条件下的种种限制,基于直流电机的角位移控制系统得到了越来越广泛的应用。另一方面,嵌入式技术飞速发展,基于CortexM3内核的处理器以极高的性价比充斥着测控技术的各个领域。ST公司以CortexM3为内核的STM32系列微控制器,其定时计数器、PWM和正交编码器等外设功能对电机控制提供了强劲的资源支持。本文将基于STM32微控制器和直流电机实现高性能角位移控制系统。
1 基于直流电机的角位移测控系统
基于直流电机的角位移控制系统整体方案如图1所示。系统以微控制器作为核心控制单元,对角位移目标设定值以及当前角位移测量值进行比较,应用适当的控制策略对电机进行角位移调整,输出控制信号到电机功率驱动电路,驱动电机进行相应