最小拍控制下的直流伺服电机控制系统设计详解

本篇论文主要探讨的是"基于最小拍控制的直流伺服电机控制系统设计"。该研究针对Hefei University的电子系09自动化专业的一名学生，针对直流伺服电机实验台进行设计。直流伺服电机控制系统的核心目标是通过计算机控制，精确测量电机的位移并确保其跟随给定的位移信号。控制过程采用最小拍控制算法，这种算法强调快速响应，能够在最少的采样周期内实现无静差稳态。 设计步骤分为两大部分：硬件设计和软件设计。在硬件方面，设计者首先选择51内核单片机作为计算机核心，构建了包括EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等支持系统运行的外围电路，同时设计了输入信号接口和输出控制电路，以及电源和通信等辅助电路。单片机的字长选择确保了数据处理的精度。 在软件设计部分，系统资源被合理分配，编写了系统初始化、主程序、A/D转换和位置检测子程序，以及控制程序和D/A转换控制子程序。显示与键盘处理程序也得到了相应的设计。整个设计过程还包含了详细的模块划分，如输入模块负责信号采集，反馈环节确保控制的实时性，显示模块用于实时显示电机状态，而控制器设计则是关键，它根据测量信号与给定信号的比较结果生成控制信号。 系统测试包括开环状态和闭环状态的验证，以确保设计的控制性能符合预期。论文最后部分给出了课程设计说明书的撰写和系统电路图的绘制，以及程序清单，附录中还提供了硬件电路图和详细的程序代码。 最小拍控制作为一种离散化设计方法，其优势在于能够迅速响应输入变化，这对于需要快速定位和动态调整的直流伺服电机控制系统来说至关重要。通过这篇论文的研究，设计者不仅实现了对直流伺服电机的精确控制，还展示了对系统整体架构和控制算法的深入理解。