微型电缸控制系统（ARM的微型电缸控制系统）

微型电缸控制系统（ARM的微型电缸控制系统）介绍：

　　伴随着机械自动化的持续发展趋势，油缸、齿轮油缸向电动式油缸的升級，意味着世界各国自动化技术水准的持续提升。与油缸和齿轮油缸对比，电动式油缸选用伺服电动机做为动力装置，具备线性度高、构造简易、检修便捷等优势。

　　因此，它们被广泛应用于军事、医疗、家庭生活等诸多方面，逐渐成为相关领域学者关注的焦点重点。

　　但是，国内对大型电动缸的研发与国外相差甚远。目前主要处于组装生产阶段，但对微型电动缸的研究取得了一些成果。

　　纵观国内外，微型电动缸的控制方案主要有：51/AVR/PIC等普通单片机控制、DSP控制、PLC控制和PC+运动控制卡控制。由于它们的缺点，这些控制方案都限制了它们的通用性。因此，本文提出了一种基于ARM架构的新型控制方案，结合了上述控制方案的优点，通用性强。首先，与现有的微型电动缸控制方案相比，提出了一种基于ARM Cortex-M3微处理器的控制系统，并分析了该控制系统的工作原理。其次，选择微型电动缸的主要部件。

ARM的微型电缸控制系统驱动电机采用低噪声、高位置精度的无刷直流电机，并说明其工作原理和换向过程；传动元件采用滚珠丝杠，传动精度高，传动平稳；检测元件采用电机转速。可检测位置信息的光电编码器。

　　然后,搭建了控制系统的硬件平台,设计了外围电路,主要包括电源驱动电路、逆变电路、光电编码器电路、电源电路和串行通讯电路。同时搭建了控制系统软件平台，移植了uClinux操作系统，详细讲解了微型电动缸控制系统uClinux的移植过程。设计了系统的各个功能模块。

　　此外，还对微型电动缸控制系统和无刷直流电机等各种模块进行了建模。并在MATLAB/Simulink中建立仿真模型，采用PID控制和模糊自整定PID控制算法进行对比仿真，从仿真曲线可以得到，模糊自整定PID明显优于常规PID控制。最后，在样机上对微型电动缸进行了测试验证。

　　从数据可以看出，该控制系统具有良好的稳定性和较高的控制精度。本文研究设计的微型电动缸控制系统能够准确实现微型电动缸的定位，设计成本低，对国内外微型电动缸控制的研究做出了一定的贡献。

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