直流电动机精确控制算法的研究
胰岛素泵是一种集现代电子技术、单片机软硬件技术、电机控制技术、精密机械应用技术和生物医学技术等于一体的高科技糖尿病治疗微型电子产品，具有微量输注、血糖控制平稳、高精度和高可靠性等优点。对于任何一款胰岛素泵产品，胰岛素输注精度都是评价其性能好坏的最重要的性能指标之一。由于胰岛素泵是由其内部的直流伺服电机驱动，并经由精密丝杆螺母把回转运动转化为直线运动进而推动注射器实现胰岛素输注的，因此，直流电机控制算法的优劣将直接影响到胰岛素泵的输注精度。
因为本课题涉及的胰岛素泵是通过控制电机的转速和其运行的时间来实现胰岛素的不同输注速度和不同输注剂量之间的变化的，所以，能否最终实现精确输注的关键是能否保证精确地控制电机的转速。考虑到胰岛素泵对输注精度的要求非常高，文中最终采用了基于锁相环的直流电机转速控制方法。针对常用的转速锁相控制方法存在动态响应慢、锁相范围窄等不足，结合双模控制，设计了改进型软件锁相环直流电机转速控制算法，对系统控制器参数的确定方法进行了深入研究，并借助Matlab仿真软件对控制系统的性能进行了分析。
此外，文中还对伺服电机和传动机构的选型、调速稳速方案的确定、控制算法运行的微处理器平台PIC单片机、离散控制器的设计以及控制算法的软件实现等与控制系统性能关系密切的诸多环节做了详细的介绍。
- 作者：
- 李翔宇
- 学位授予单位：
- 沈阳理工大学
- 专业名称：
- 控制理论与控制工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2010年
- 中图分类号：
- TM361；TP273
- 关键词：
- 直流电动机；精确控制；胰岛素泵；转速控制；锁相环；PIC单片机
- insulin pump；PLL；PIC microcomputer；speed control