基于单片机的变惯量智能伺服控制系统设计

作     者：李爱莲 刘伟松 Li Ailian;Liu Weisong

作者机构：内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 

出 版 物：《计算机测量与控制》 (Computer Measurement &Control)

年 卷 期：2014年第22卷第2期

页      面：417-420页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：内蒙古科技大学创新基金资助项目(2011NCL021) 内蒙古自然科学基金资助项目(2012MS0911) 

主　　题：变惯量 单片机 单神经元 自适应控制 

摘      要：针对军工企业装弹机装填炮弹种类增多的需求所导致的装弹机伺服控制系统转动惯量的变化，如仍采用经典PID控制方式，则会使系统性能下降，甚至失稳；为解决转动惯量的变化带来的控制问题，结合常规PID和神经网络技术设计了位置环的单神经元自适应PID控制算法，并进行了仿真研究；论文给出了控制系统的总体设计方案，进行了系统软硬件的具体设计与工程实现；设计选用基于电机专用数字信号控制器dsPIC30F6010A为整个硬件系统的核心，系统采用电流环、速度环、位置环三闭环结构，由DSC主电路、IPM电路、外围电路、信号检测及保护等电路组成；硬件系统还具备过压保护、过流保护、漏电流检测等能够增强系统可靠性的功能；仿真结果表明，单神经元自适应PID控制能够很好的适应转动惯量的变化，改善了系统的动态性能；经现场试验，装弹机协调器适应多种弹种的切换（炮弹质量在30~45kg），定位精度小于土3mm，调节时间小于150ms。启动和停止时无超调现象，有效解决了军工实际问题。