基于单片机的多电机模糊控制系统

shanyanghuizi

摘要:本文介绍了以单片机为核心的多电机模糊控制系统的原理和实现，阐述了系统的硬件组成和软件设计思想。
系统使用AT89S52单片机作为控制核心，分别选用Toshiba公司的TA8435H和Motorola公司的MC33886作为步进电
机和直流电机的驱动器。为了更方便的实现人机交互，本系统设计了PC机与单片机串口通信系统，以实时修改电机
6 x6 K, n9 J8 x' X+ b3 Z的给定转速。由于难以建立精确的控制模型，本系统采用模糊控制策略，将转速偏差和偏差变化率模糊化后作为模
$ q2 d6 S! e' b0 G2 A- v糊控制器的输入量，与实验所得的模糊控制规则相合成生成控制量，实现步进电机与直流电机转速的协调控制。
关键词:单片机步进电机直流电机模糊控制串口通信
) b5 S7 C$ @8 F8 A* w; z9 b6 p- X1引言
+ |  p; R# l" W  n1 y" k8 B% M随着微电子技术的迅猛发展，单片机功能越来越强大，在控制领域中的应用也越来越普遍。本
课题研究的多电机模糊控制系统，需要对一个步进电机和三个直流电机的转速及转向进行协调控制，
- |5 T" |3 N- ~; v+ p" p& p- c使得步进电机通过丝杠驱动工作平台做直线运动时，固定在工作平台上的三个直流电机的转速与步
' j- Y# q1 b* a0 I7 N进电机的转速成一定的比例关系，否则直流电机将会发生堵转。本系统采用AT89S52 单片机作为控
制核心，分别以TA8435H和MC33886作为步进电机和直流电机的驱动器，并采用光电开关构成转速
反馈环节，在测得电机转速偏差信号后由单片机进行转速调整，实现多电机的协调控制。
2电机驱动系统
' R+ V* g0 \9 `7 S2.1步进电机驱动系统
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电磁机械装置，每输入一个脉冲，
( _1 w9 |) I: f0 X1 y1 P4 P, d步进电机就转过一-个步矩角 。当负载不超过步进电机所能提供的动态转矩时，步进电机可以实现瞬
间启动和停止，且转速不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境(如温度、气压、冲击和振动等)
0 g1 x: U/ k0 s的影响，仅与脉冲频率有关。在不丢步的情况，其步距偏差不会积累。
由于本系统要求工作平台推进速度较慢，直接用步进电机驱动丝杠难以符合要求，因此需要使
+ I* }- R) y( B. {用细分驱动技术，将1个步距角分成若干小步走完，使得每一- 小步的步距角更小，从而实现工作平台
的慢速推进。为此我们选用东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机专用驱动芯片TA8435H来实现
步进电机的细分驱动。驱动电路原理图如下图1所示:


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步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电磁机械装置