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基于自适应模糊PID算法的蔗种调向装置定位控制
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作者 段玉龙 许洪振 +2 位作者 刘姣娣 陈庆立 沈漫林 《控制工程》 北大核心 2025年第2期242-250,共9页
为解决蔗种调向装置取种稳定性差及效率低的问题,提高其定位精度和速度,保证调向环节的顺利进行,对调向装置的取种步进定位控制展开研究。通过分析取种定位要求,确定基于自适应模糊PID算法的步进定位控制策略;基于MATLAB/Simulink仿真... 为解决蔗种调向装置取种稳定性差及效率低的问题,提高其定位精度和速度,保证调向环节的顺利进行,对调向装置的取种步进定位控制展开研究。通过分析取种定位要求,确定基于自适应模糊PID算法的步进定位控制策略;基于MATLAB/Simulink仿真平台建模,进行PID控制器和自适应模糊PID控制器的仿真对比分析。结果表明,在阶跃信号的作用下,自适应模糊PID控制所需的上升时间和调节时间相比于PID控制分别减少了61.7%和68.1%;加入扰动信号作用后,自适应模糊PID控制表现出良好的抗干扰能力,撤除扰动后仅用0.013 s便回归稳态,而PID控制未完全回归稳态,有稳态误差。自适应模糊PID控制能有效应对步进电机模型参数摄动的影响,其响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性等各项性能更优,能够满足调向装置取种的定位要求。 展开更多
关键词 农业机械 取种步进定位控制 自适应模糊PID 蔗种 调向装置
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基于MOPSO-分数阶耦合的桥式起重机防摇定位控制策略研究
2
作者 陆海舟 马向华 叶银忠 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第7期2567-2577,共11页
提高起重机工作效率的关键控制技术为负载防摇与定位控制技术,而目前同时满足防摇和定位的控制技术仍难以满足智能制造环境下对起重机安全高效作业的要求。基于多目标粒子群优化(MOPSO)分数阶耦合的桥式起重机防摇定位控制策略,可有效... 提高起重机工作效率的关键控制技术为负载防摇与定位控制技术,而目前同时满足防摇和定位的控制技术仍难以满足智能制造环境下对起重机安全高效作业的要求。基于多目标粒子群优化(MOPSO)分数阶耦合的桥式起重机防摇定位控制策略,可有效解决上述问题,即起重机到达目标落吊点时可同时实现高精度定位和大面积消摆。基于能量分析设计摆角的分数阶信号与位移信号耦合的防摇定位控制策略,能够使起重机系统广义能量函数快速衰减,并采用多目标粒子群算法自适应优化控制器参数,以达到兼顾大面积消摆和快速高精度定位的控制效果。大量的仿真和实验结果证明了基于MOPSO-分数阶耦合的防摇定位控制算法的有效性。 展开更多
关键词 桥式起重机 防摇定位控制 分数阶耦合 多目标粒子群算法
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多传感器融合下空间柔性机械臂末端定位控制研究
3
作者 荆忠亮 赵丽 王超 《传感技术学报》 北大核心 2025年第5期871-876,共6页
对机械臂末端定位展开精准控制能够提高机械臂的工作效率,扩大机械臂的应用领域,为此提出了多传感器融合下空间柔性机械臂末端定位控制方法。建立空间柔性机械臂的动力学方程,利用无迹卡尔曼滤波器将动力学方程与传感器数据进行融合,通... 对机械臂末端定位展开精准控制能够提高机械臂的工作效率,扩大机械臂的应用领域,为此提出了多传感器融合下空间柔性机械臂末端定位控制方法。建立空间柔性机械臂的动力学方程,利用无迹卡尔曼滤波器将动力学方程与传感器数据进行融合,通过神经网络控制器划分为全局和局部系统来控制机械臂的转角,结合多传感器融合结果和控制参数,实现对机械臂末端的精确定位控制。仿真结果表明,在50 s的运行时间内,所提方法控制下机械臂的关节角、末端位姿与期望值基本一致,控制力矩维持在35 N·m左右,末端柔性振动幅度在0.01 m以内,具有较好的控制能力。 展开更多
关键词 空间柔性机械臂 末端定位控制 多传感器融合 无迹卡尔曼滤波 神经网络控制
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多自由度球形裹夹型行波超声波电机阻尼增强型精准定位控制方法 被引量:1
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作者 冷静雯 金龙 +1 位作者 徐志科 范俊宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期9453-9462,I0029,共11页
多自由度球形裹夹型行波超声波电机具有可多自由度旋转、结构体积小、不受电磁干扰等特点,可被应用于航天、机器人等特殊场景。但球形裹夹式设计以及超声波电机的特性,导致此电机结构需同时应对模型非线性、转动阻尼低、轴间耦合严重以... 多自由度球形裹夹型行波超声波电机具有可多自由度旋转、结构体积小、不受电磁干扰等特点,可被应用于航天、机器人等特殊场景。但球形裹夹式设计以及超声波电机的特性,导致此电机结构需同时应对模型非线性、转动阻尼低、轴间耦合严重以及运转范围受限等问题。电机转子定位控制过程中振荡和偏差问题突出。因此,为实现精准的定位控制,并避免电机的超速运转可能造成的过热和卡死问题,文中提出一种适用于多自由度球形裹夹型行波超声波电机的阻尼增强型精准定位控制方法。该方法可实现电机精准定位控制,并同时对转子进行定量增阻与转速约束,有效避免运转中的振动和过速。此外,针对裹夹型行波超声波电机的多轴耦合性和模型非线性等问题,采用状态扩张观测器对模型非线性状态进行估计,实现模型的线性化和轴间的解耦处理,便于控制的设计与实现。最后,通过精准定位和抗扰实验验证该方法的有效性。 展开更多
关键词 球形裹夹型行波超声波电机 定位控制 阻尼增强 状态扩张观测器
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穴盘苗自动取苗机构的自适应模糊PID定位控制 被引量:37
5
作者 王侨 曹卫彬 +2 位作者 张振国 张鹏 王鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期32-39,共8页
针对目前穴盘苗移栽机控制系统定位精度不高、可靠性差、控制性能不稳定、智能化程度低等问题,该文对全自动大田移栽机中的顶苗杆式穴盘苗自动取苗机构的定位控制进行研究。经过理论计算和分析,提出采用自适应Fuzzy-PID控制算法来实现... 针对目前穴盘苗移栽机控制系统定位精度不高、可靠性差、控制性能不稳定、智能化程度低等问题,该文对全自动大田移栽机中的顶苗杆式穴盘苗自动取苗机构的定位控制进行研究。经过理论计算和分析,提出采用自适应Fuzzy-PID控制算法来实现苗盘的步进输送定位控制。设计了自适应Fuzzy-PID控制器,进行了Matlab建模仿真分析以及系统调试试验。结果表明,自适应Fuzzy-PID控制下的响应时间为0.192s,扰动超调量约为扰动信号幅值的0.88%,PID控制下的响应时间为0.359s,扰动超调量约为扰动信号幅值的10%,且自适应Fuzzy-PID控制下的最大相对定位误差为0.27%,小于允许值1.25%。采用自适应Fuzzy-PID控制算法能够提高系统的定位精度以及改善系统的抗干扰性和作业稳定性,满足苗盘输送的定位精度要求。研究结果可为该取苗机构整个控制系统的研制提供参考和依据,也可为其他取苗移栽控制系统克服多重非线性因素影响适应于大田移栽作业环境提供一种新的解决途径。 展开更多
关键词 农业机械 定位控制 自适应系统 自动取苗 步进定位
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超声波电机速度与定位控制系统 被引量:34
6
作者 金龙 褚国伟 +3 位作者 胡敏强 王心坚 徐志科 顾菊平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期131-136,共6页
由于超声波电机复杂的非线性关系,常规的控制方法根本不能满足其控制需求。该文提出了一种新型的超声波电机控制系统,即运用模糊自适应 PID 的控制策略来进行速度控制,并且在设定位置附近切换成 PID 的控制策略进行定位控制。由于综合... 由于超声波电机复杂的非线性关系,常规的控制方法根本不能满足其控制需求。该文提出了一种新型的超声波电机控制系统,即运用模糊自适应 PID 的控制策略来进行速度控制,并且在设定位置附近切换成 PID 的控制策略进行定位控制。由于综合了模糊控制及 PID 控制两种控制方法的优点,而不需要精确的数学模型就能够对超声波电机进行快速精确的控制。实验证明,利用该控制系统对行波型超声波电机进行速度与定位控制,其速度的快速性与定位的精确性可以得到保证。 展开更多
关键词 超声波电机 行波 控制策略 定位控制系统 速度控制 控制方法 PID控制 模糊自适应 模糊控制 快速性
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机床定位控制中的智能光栅测控系统 被引量:12
7
作者 阎洁 张琦 +1 位作者 唐建中 史维祥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期618-620,共3页
介绍了采用主从机控制方式,以光栅尺为检测元件,步进电机为驱动部件的智能光栅测控系统。该系统用于机床定位控制,通过其简单合理的硬件配置和软件设计,使系统分辨率为1μm,定位精度为12.56μm,重复定位精度为9.099... 介绍了采用主从机控制方式,以光栅尺为检测元件,步进电机为驱动部件的智能光栅测控系统。该系统用于机床定位控制,通过其简单合理的硬件配置和软件设计,使系统分辨率为1μm,定位精度为12.56μm,重复定位精度为9.099μm,结果令人满意。 展开更多
关键词 智能 光栅尺 测控系统 定位控制 机床
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0.1μm大行程精密定位控制系统的研究 被引量:14
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作者 米凤文 戴旭涵 +1 位作者 沈亦兵 杨国光 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期89-91,94,共4页
本文介绍了一种新型的精密工作台定位控制系统。本控制系统采用伺服电机粗动控制与压电陶瓷精动控制相结合的方法完成对工作台的定位控制 ,并利用衍射干涉光栅测长技术进行实时检测。本系统工作行程 5 0 mm,定位精度± 0 .1μm。
关键词 精密工作台 精密定位控制 控制系统
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超声波电机的步进特性和步进定位控制 被引量:30
9
作者 纪科辉 郭吉丰 刘晓 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期71-75,共5页
超声波电机与传统电磁型电机不同,它是一种靠摩擦驱动的新原理电机,具有响应快分辨率高等特点,为充分发挥这一特点,使之具有高精度的定位能力,该文介绍一种精密定位控制方法。文中首先从理论和实验上揭示这种电机具有的高分辨率和步进... 超声波电机与传统电磁型电机不同,它是一种靠摩擦驱动的新原理电机,具有响应快分辨率高等特点,为充分发挥这一特点,使之具有高精度的定位能力,该文介绍一种精密定位控制方法。文中首先从理论和实验上揭示这种电机具有的高分辨率和步进特性实质,提出了利用此特性实现高精度的定位控制策略----步进定位法,并分析了影响其定位精度的因素,结合所研制的纵扭复合型超声波电机样机,实现了高精度(0.010。) 的定位控制,说明此电机可用于高精度机构如MEMS等的驱动。 展开更多
关键词 超声波电机 步进特性 步进定位控制 模糊控制 数学模型 神经网络
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凿岩机器人钻臂定位控制交叉精英反向粒子群算法 被引量:14
10
作者 黄开启 陈荣华 丁问司 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期303-311,共9页
在利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行凿岩机器人钻臂定位过程中,存在收敛速度慢和易于陷入局部最优解等问题.为此,提出一种交叉精英反向粒子群优化算法(crossover elite opposition-based particle swarm optimi... 在利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行凿岩机器人钻臂定位过程中,存在收敛速度慢和易于陷入局部最优解等问题.为此,提出一种交叉精英反向粒子群优化算法(crossover elite opposition-based particle swarm optimization,CEOPSO)并给出算法的流程.建立凿岩机器人钻臂运动学模型并对其逆向运动学进行求解.将交叉算子引入EOPSO中,采用自适应惯性权重和交叉概率参数控制技术,在维护粒子个体与最优解之间信息交换的基础上,增加粒子个体之间的信息交换,提高算法的全局搜索能力和钻臂定位效率.仿真结果表明,CEOPSO的平均位置误差和平均姿态误差均小于PSO和EOPSO算法,且迭代过程平稳,可以有效提高凿岩机器人钻臂的定位控制性能. 展开更多
关键词 凿岩机器人 钻臂 定位控制 粒子群优化 精英反向学习 交叉算子 运动学逆解
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非共振式压电直线电机精密驱动及定位控制 被引量:10
11
作者 曹小涛 李德全 +2 位作者 李洪文 林冠宇 杨维帆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2139-2148,共10页
为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制,利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机,基于高压功率运算放大器,设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路,通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的... 为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制,利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机,基于高压功率运算放大器,设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路,通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的分辨率和幅频特性。以现场可编程门阵列(FPGA)为核心处理器,以光栅尺为反馈元件,通过分析非共振式压电直线电机的多种运行模式,根据直线电机的运行时序,设计完成了开环大范围整步运行模式与闭环小范围单步运行模式相结合的控制策略,在单步运行模式中分别设计完成了PID控制算法及PID与压电陶瓷迟滞逆模型前馈相结合的复合控制算法。实验结果表明,该控制策略能够实现大行程内的精密位移控制,复合控制算法具有比PID更加优越的控制效果,能够在21mm大行程内实现1.5nm的闭环定位控制精度,直线电机的最大驱动力可达300N,满足大行程高精度位移控制的应用需求。 展开更多
关键词 非共振式压电陶瓷 迟滞逆模型 大行程高精度定位控制 FPGA 复合控制模型
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基于遗传算法的P-F-PI控制器在机器人手臂定位控制中的应用 被引量:10
12
作者 胡跃明 戚浩峰 王建 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期716-720,共5页
提出用遗传算法来优化控制参数的P F PI(比例 模糊 比例积分 )控制器 ,控制机器人手臂定位系统 .P F PI控制器是在大偏差时用比例控制 ,在中偏差时用F控制 ,接近稳态时用PI控制 ,而这三个控制器的切换参数以及F控制器中的修正系数用遗... 提出用遗传算法来优化控制参数的P F PI(比例 模糊 比例积分 )控制器 ,控制机器人手臂定位系统 .P F PI控制器是在大偏差时用比例控制 ,在中偏差时用F控制 ,接近稳态时用PI控制 ,而这三个控制器的切换参数以及F控制器中的修正系数用遗传算法来优化 .实验证明 ,该控制方法能满足机器人手臂定位控制动态和静态要求 . 展开更多
关键词 P-F0PI控制 遗传算法 机器人 手臂定位控制
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模糊控制原理在超声马达定位控制系统中的应用 被引量:7
13
作者 魏守水 张玉林 赵淳生 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期217-220,共4页
超声波电机是一种新型的电机,它有许多电磁电机无法比拟的优点,但它的数学模型的强非线性和时变性,使高精度的位置定位非常困难。本文阐述了模糊控制原理在行波型超声电机位置定位系统中的应用,详细讨论了模糊控制器(双入单出)的设计... 超声波电机是一种新型的电机,它有许多电磁电机无法比拟的优点,但它的数学模型的强非线性和时变性,使高精度的位置定位非常困难。本文阐述了模糊控制原理在行波型超声电机位置定位系统中的应用,详细讨论了模糊控制器(双入单出)的设计,并在单向定位系统中进行了初步实验,取得了良好的定位效果。 展开更多
关键词 模糊控制原理 超声马达 定位控制系统 应用 超声电机 位置伺服控制
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一类非线性系统的自适应模糊滑模定位控制 被引量:4
14
作者 陶洪峰 胡寿松 李志宇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期362-366,共5页
针对一类由多子系统组成的,具有建模误差和未知不确定性的多变量非线性系统,提出了一种自适应鲁棒定位控制方案。分别在系统数学模型已知或未知的情形下,通过对不确定性的未知范数界描述,基于Lya-punov理论和Barbalat引理,给出了滑模鲁... 针对一类由多子系统组成的,具有建模误差和未知不确定性的多变量非线性系统,提出了一种自适应鲁棒定位控制方案。分别在系统数学模型已知或未知的情形下,通过对不确定性的未知范数界描述,基于Lya-punov理论和Barbalat引理,给出了滑模鲁棒控制器的综合设计方法及其自适应控制律,保证整个闭环误差系统的稳定。该方法减少了对系统模型精确度的依赖,避免了传统方法对不确定性的人为预估行为。最后,通过船舶动力定位系统的控制仿真表明了本方法的有效性。 展开更多
关键词 模糊滑模 自适应 鲁棒 非线性系统 定位控制
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基于自适应分级滑模控制的球形机器人定位控制 被引量:5
15
作者 于涛 孙汉旭 +1 位作者 赵伟 杨昆 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第5期97-102,共6页
探讨一种三驱动球形机器人的定位控制问题,提出基于控制增益自适应调节的分级滑模控制方法。相比于现有定位控制方法,所提出的控制方法对于系统不确定性具有很强的鲁棒性。将球形机器人系统分解为球体子系统和偏心质块子系统,并在此基... 探讨一种三驱动球形机器人的定位控制问题,提出基于控制增益自适应调节的分级滑模控制方法。相比于现有定位控制方法,所提出的控制方法对于系统不确定性具有很强的鲁棒性。将球形机器人系统分解为球体子系统和偏心质块子系统,并在此基础上分别设计系统的各级滑动面。基于Lyapunov函数法选取分级滑模控制律和控制增益自适应律,并采用边界层法削弱分级滑模控制器的抖振。应用Barbalat引理证明闭环系统的稳定性,并利用数值仿真实验验证所提控制方法的可行性和有效性。数值仿真结果表明,该控制方法能够实现带有不确定性的球形机器人系统的定位控制。 展开更多
关键词 三驱动 球形机器人 定位控制 自适应分级滑模控制
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基于PLC的龙门式低压铸造机的定位控制研究 被引量:8
16
作者 王慧 王琦 毕俊喜 《机床与液压》 北大核心 2018年第8期136-139,共4页
为了改善传统低压铸造机生产过程中遇到的一系列问题,对低压铸造机的结构和控制进行升级,以西门子的EM253定位模块为基础完成了龙门式低压铸造机定位控制的研究。理论探究和实际试验证实该研究的可行性和科学性,对实际生产的自主升级有... 为了改善传统低压铸造机生产过程中遇到的一系列问题,对低压铸造机的结构和控制进行升级,以西门子的EM253定位模块为基础完成了龙门式低压铸造机定位控制的研究。理论探究和实际试验证实该研究的可行性和科学性,对实际生产的自主升级有一定的积极影响。 展开更多
关键词 低压铸造机 定位控制 S7-200 PLC EM253定位模块
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船舶拖缆作业时的循线航行和定点定位控制 被引量:2
17
作者 于升杰 庞师坤 +1 位作者 李英辉 张裕芳 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期472-477,共6页
针对拖缆作业船舶在进行循线航行和定点定位时受到的海洋环境力和拖缆拉力,建立了船舶、拖缆和拖体三者之间耦合的运动数学模型.因其控制系统具有较强的非线性,单独使用模糊控制效果不够理想,所以设计了Fuzzy-PID(Proportion Integratio... 针对拖缆作业船舶在进行循线航行和定点定位时受到的海洋环境力和拖缆拉力,建立了船舶、拖缆和拖体三者之间耦合的运动数学模型.因其控制系统具有较强的非线性,单独使用模糊控制效果不够理想,所以设计了Fuzzy-PID(Proportion Integration Differentiation)合成控制器.该控制器包含3个模块:大误差切换至Fuzzy控制模块;小误差切换至Fuzzy-I控制模块;微误差切换至Fuzzy-PID控制模块.仿真给出了船舶在扰动情况下循线拖曳时的拖体轨迹,并通过定点定位控制验证了该控制器具有更强的抗干扰性和鲁棒性,能够实现较高精度的定位控制. 展开更多
关键词 拖缆作业 耦合 非线性 定点定位控制
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陀螺灵敏部的精密升降定位控制 被引量:2
18
作者 冯莉 董桂梅 +2 位作者 林玉池 李贵永 齐永岳 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第4期114-116,119,共4页
设计了基于微型旋转步进电机的陀螺灵敏部精密定位测量控制的结构,采用最优化升降速原则,实时精确定位,实现步进电机的稳态运行控制,并实现陀螺灵敏部下放时精确的位置和速度控制,时间短,效率高,克服了人工下放、托起陀螺房带来的耗时... 设计了基于微型旋转步进电机的陀螺灵敏部精密定位测量控制的结构,采用最优化升降速原则,实时精确定位,实现步进电机的稳态运行控制,并实现陀螺灵敏部下放时精确的位置和速度控制,时间短,效率高,克服了人工下放、托起陀螺房带来的耗时和不稳定性。实验结果表明:应用步进电机自动精确定位可以控制陀螺灵敏部摆幅为53′~139′,陀螺仪实现精密的寻北特性,寻北重复性定位精度达到8″。 展开更多
关键词 自动升降 精密定位控制 陀螺灵敏部 微型步进电机
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直流电机复合定位控制系统性能分析及系统优化 被引量:4
19
作者 陈旭东 冯攀 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期391-399,共9页
在直流电机复合定位控制系统(CPCS)设计过程中,发现电机速度等动态响应曲线发生振荡,表现出一定程度的不稳定性.为探究这一振荡与控制系统内在结构之间的关联性,使用MATLAB对PID及CPCS系统动态响应、根轨迹及频率特性等进行分析、比较.... 在直流电机复合定位控制系统(CPCS)设计过程中,发现电机速度等动态响应曲线发生振荡,表现出一定程度的不稳定性.为探究这一振荡与控制系统内在结构之间的关联性,使用MATLAB对PID及CPCS系统动态响应、根轨迹及频率特性等进行分析、比较.结果显示:高阶控制系统的传递函数总可以通过降阶等方式简化为具有1个实数零点、1个实数极点和2对复共轭极点的基本形式.其中离原点位置较近处的一对复共轭极点的移除是造成CPCS系统稳定性下降,产生振荡的根本原因.该振荡可通过增大另一对复共轭极点实部或减小虚部的方法予以降低或消除.这一结论对提高控制系统的定位精度和稳定性具有重要的参考意义. 展开更多
关键词 复合定位控制系统 特性分析 定位精度 稳定性 谐振峰 转折频率
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基于单片机的有轨自动供料小车的定位控制 被引量:6
20
作者 刘朋 张艳华 阎茹 《陕西科技大学学报(自然科学版)》 2009年第4期85-87,共3页
有轨自动供料小车在工业自动化系统中应用非常广泛.针对于生产线较短且定位精度要求较高的情况,采用单片机控制步进电机的方式,将对位移和速度的控制转换成对单片机发送给步进电机的脉冲数和频率的控制,从而实现了对供料小车的精确定位... 有轨自动供料小车在工业自动化系统中应用非常广泛.针对于生产线较短且定位精度要求较高的情况,采用单片机控制步进电机的方式,将对位移和速度的控制转换成对单片机发送给步进电机的脉冲数和频率的控制,从而实现了对供料小车的精确定位和调速. 展开更多
关键词 自动供料小车 定位控制 调速 单片机 步进电机
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