非接觸眼壓計的脈沖氣流驅動控制研究
發(fā)布時間:2022-01-26 06:04
在非接觸眼壓計的臨床應用中,脈沖氣流激發(fā)人眼產(chǎn)生微弱振動,獲取精確的眼壓信息是眼壓測量的關鍵。為提高脈沖氣流的穩(wěn)定性和可控性,提出了ArduinoMega2560單片機驅動步進電機控制氣缸的驅動方案。系統(tǒng)設計外接步進電機驅動模塊的單片機驅動步進電機,帶動連動裝置上的活塞運動,壓縮氣缸內(nèi)的空氣產(chǎn)生可控的脈沖氣流,通過噴嘴噴出。單片機作為主控模塊,利用軟件建立非接觸眼壓計脈沖氣流驅動控制系統(tǒng)的運動模型,實現(xiàn)對步進電機驅動電路的設計、運動曲線的算法分析和對運動過程數(shù)值模擬。這種驅動控制方法簡單易操作,便于調(diào)試,穩(wěn)定性強,結果表明采用該系統(tǒng)誤差小于0.5 kPa,對確定脈沖氣流大小范圍具有參考價值。
【文章來源】:長春理工大學學報(自然科學版). 2020,43(05)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
脈沖氣流驅動控制系統(tǒng)組成
步進電機是將電脈沖轉變成機械角位移的裝置,選用符合要求的步進電機可有效提高檢測效率和裝置可靠性。需要將步進電機的旋轉運動轉換成橫向滑動位移,選用滾軸螺桿,步進電機驅動示意圖如圖2所示[5]。已知步進電機驅動控制總質(zhì)量M=1 kg;滑動面的摩擦系數(shù)μ=0.05,螺母的內(nèi)部摩擦系數(shù)μ0=0.3;螺桿全長LB=600 mm,導程PB=12 mm,軸徑DB=15 mm,螺桿材質(zhì)(鐵)密度ρ=7.9×103kg/m3;螺桿精度Δl=0.03 mm/step;定位時間t0≤0.8。已知以上驅動機構參數(shù),計算選用的步進電機參數(shù)如下:
單片機最小系統(tǒng)模塊電路圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CPLD的步進電機控制器設計技術研究[J]. 李玉琴. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(08)
[2]步進電機控制系統(tǒng)建模及運行曲線仿真[J]. 周黎,楊世洪,高曉東. 電機與控制學報. 2011(01)
[3]步進電機閉環(huán)細分驅動控制系統(tǒng)設計[J]. 宋鴻飛,佟首峰,孟凡濤,宋延嵩. 長春理工大學學報(自然科學版). 2008(02)
[4]步進電機的選型與計算[J]. 范超毅,范巍. 機床與液壓. 2008(05)
[5]高精度鎖相環(huán)電機控制系統(tǒng)[J]. 耿朝陽,鐘聯(lián)炯,范躍華. 西安工業(yè)學院學報. 2005(03)
[6]眼壓計中步進電機直線加速控制的軟硬件實現(xiàn)[J]. 李玉峰,王林斗,魏景芝. 微電機(伺服技術). 2003(01)
碩士論文
[1]光纖力熱復合測試儀的高速壓力信號采集與處理[D]. 于錦輝.天津大學 2016
[2]步進電機驅動控制技術及其應用設計研究[D]. 陳志聰.廈門大學 2008
[3]激光干涉式非接觸眼壓計中電信號處理與控制系統(tǒng)研究[D]. 李玉峰.天津大學 2004
本文編號:3609956
【文章來源】:長春理工大學學報(自然科學版). 2020,43(05)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
脈沖氣流驅動控制系統(tǒng)組成
步進電機是將電脈沖轉變成機械角位移的裝置,選用符合要求的步進電機可有效提高檢測效率和裝置可靠性。需要將步進電機的旋轉運動轉換成橫向滑動位移,選用滾軸螺桿,步進電機驅動示意圖如圖2所示[5]。已知步進電機驅動控制總質(zhì)量M=1 kg;滑動面的摩擦系數(shù)μ=0.05,螺母的內(nèi)部摩擦系數(shù)μ0=0.3;螺桿全長LB=600 mm,導程PB=12 mm,軸徑DB=15 mm,螺桿材質(zhì)(鐵)密度ρ=7.9×103kg/m3;螺桿精度Δl=0.03 mm/step;定位時間t0≤0.8。已知以上驅動機構參數(shù),計算選用的步進電機參數(shù)如下:
單片機最小系統(tǒng)模塊電路圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CPLD的步進電機控制器設計技術研究[J]. 李玉琴. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(08)
[2]步進電機控制系統(tǒng)建模及運行曲線仿真[J]. 周黎,楊世洪,高曉東. 電機與控制學報. 2011(01)
[3]步進電機閉環(huán)細分驅動控制系統(tǒng)設計[J]. 宋鴻飛,佟首峰,孟凡濤,宋延嵩. 長春理工大學學報(自然科學版). 2008(02)
[4]步進電機的選型與計算[J]. 范超毅,范巍. 機床與液壓. 2008(05)
[5]高精度鎖相環(huán)電機控制系統(tǒng)[J]. 耿朝陽,鐘聯(lián)炯,范躍華. 西安工業(yè)學院學報. 2005(03)
[6]眼壓計中步進電機直線加速控制的軟硬件實現(xiàn)[J]. 李玉峰,王林斗,魏景芝. 微電機(伺服技術). 2003(01)
碩士論文
[1]光纖力熱復合測試儀的高速壓力信號采集與處理[D]. 于錦輝.天津大學 2016
[2]步進電機驅動控制技術及其應用設計研究[D]. 陳志聰.廈門大學 2008
[3]激光干涉式非接觸眼壓計中電信號處理與控制系統(tǒng)研究[D]. 李玉峰.天津大學 2004
本文編號:3609956
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