基于Simulink的开放式伺服控制实验装置设计

为解决现有教学用伺服控制实验装置开放性差、编程复杂的不足,设计了基于Simulink软件的开放式伺服控制实验装置。该装置以STM32F429单片机为硬件平台控制器,配有A/D、D/A、编码器、通用输入/输出等伺服控制专用接口,以及彩色液晶显示器、RS-232通信接口等外设。实验装置的软件平台基于Simulink设计,具备伺服算法设计、仿真、执行、数据通信、分析等功能,具有开放、模块化、图形化、易操作等优点,可进行各类伺服控制原理验证和创新实验。该装置能够充分满足伺服控制类课程的实验教学需求。

基于模型的设计方法在运动控制实验中的研究

基于模型设计方法是一种高效的嵌入式控制系统设计新方法,该方法应用了建模、仿真、自动代码生成、测试验证等作为支持技术。采用Matlab/Simulink软件作为基于模型的设计平台,以MCU为核心的运动控制板及直角坐标运动机构作为验证平台,构建了实验环境。开发了支持自动代码生成的Simulink模块库,含有AD、DA、编码器、通用输入、通用输出等接口。利用Simulink实现图形化的建模与仿真,使用Simulink coder自动生成控制代码,下载到运动控制板上进行实验验证。开发了数据采集和传输库函数,用于上传实验数据供进一步分析。实验表明,基于模型的设计方法使运动控制理论与实验无缝连接,能够快速构建起实验控制系统,有利于培养学生的工程实践和创新能力。

机构运动参数测试和动力学调速实验台的创新设计

“机构运动参数测试和动力学调速”实验是利用传感器、数据采集卡和计算机等先进实验测试手段进行操作的 ,它训练学生掌握现代化的实验测试手段和方法 。

基于神经网络的智能化机构振动主动控制实验研究

进行了基于神经网络的智能化机构振动主动控制的实验研究 ;设计了具有压电陶瓷作动器与电阻应变计传感器的宏观智能化机构实验装置及其振动控制系统 ;根据实验样本数据 ,离线设计了神经网络控制器 ;采用基于神经网络的直接自校正控制策略对智能化机构实施了在线控制 ,机构的动力学品质得到了显著改善。

基于PLC的双轴伺服随动绘图系统

针对机电一体化实验教学,开发了一种双轴伺服随动绘图系统。该系统跟踪一个可变转速的转盘,通过x-y伺服运动机构控制画笔并在转盘上绘制图形。控制部分由模块化PLC实现,配置了CPU模块、定位模块,数字量输入/输出模块、模拟量输出模块、高速计数模块、人机界面模块。开发了含有转盘位置跟踪、轨迹插补及坐标变换算法的PLC控制程序,可实现高速随动绘图功能。基于PLC的双轴伺服随动绘图系统综合运用了机电控制类各课程的基础理论和工程知识,使学生掌握复杂运动控制系统的设计与实现方法,满足相关课程实验教学和工程创新能力培养的需求。

基于LabVIEW的综合测试柜在创新实验中的应用

提出了以LabVIEW图形化编程平台作为开发环境,建立了一套新型的具有数据采集和图形处理功能的实验综合测试柜,可进行多种创新实验的数据采集和数据处理,达到一机多用和资源共享的目的,充分体现出先进测试技术和设备在教学实验环节中的优越性和先进性。

弹性连杆机构主动控制的实验研究

实验研究了具有多个弹性杆的连杆机构的主动控制效果。在机构的弹性杆件上贴上压电陶瓷片作为驱动器，通过测量弹性杆上输出点的动态应变，确定机构动力系统的状态，实时地进行最优反馈控制。

新型零水平分速度钵苗栽植机构的研究

针对在覆膜移栽作业中普遍存在的钵苗站直率不高或损伤地膜等问题,设计出一种零水平分速度钵苗栽植机构。该栽植机构通过在破膜打孔过程中不断调节扩张器的入地角度,实现了打孔时扩张器尖端的水平方向零速度,从而可以在地膜上打出适合钵苗栽植的直立孔,并避免扩张器带起或划坏地膜等问题的发生。通过对该机构的运动分析,建立了破膜打孔过程中扩张器尖端运动的数学模型,并利用MATLAB软件进行数值计算与模拟,验证了该设计方案的可行性。