飞行器变结构姿态控制的研究

本文针对飞行器姿态控制中存在的子系统之间的动态耦合问题，给出了一种自适应变结构控制律。并对于变结构控制中存在的模态颤振问题提出了一种具体解决方法。理论分析和仿真研究表明此控制律具有姿态跟踪精度高，实时计算量小，便于工程实现等优点。

管道机器人三轴差速器性能测控系统

为了测试新研制机械自适应管道机器人的三轴差速器性能,根据测试要求,设计了基于ARM和FPGA的测试和控制系统。由ARM完成整个系统的控制和数据的存储,而FP-GA完成7路码盘信号的鉴相和计数。介绍了正交脉冲鉴相、FPGA多轴同步计数及其与ARM的接口、数据存储系统等部分的硬件电路设计。与传统的微控制器外扩专用计数芯片相比,ARM+FPGA的方案不但能够减少外围接线的复杂程度,提高系统的可靠性,降低功耗,还能减小控制系统的体积。通过实验验证了所设计的测试和控制系统达到了所设定的测试和控制要求。

基于ARM的两轴运动控制卡设计与应用

为了满足新时期高等院校创新教学要求,设计一套基于ARM的开放式、模块化的两轴运动控制卡,介绍了正交脉冲鉴相、计数、模拟量转换、数字量接口等部分的硬件电路设计。结合一套倒立摆实验系统设计了基于单输入规则模块(SIRM)的模糊控制方法,在Matlab下对该算法进行仿真研究,并在运动控制卡中实现了该控制算法。实验结果与仿真结果相吻合,表明所设计的运动控制卡能够成功地应用于两轴运动控制中。

基于三维环境模型的启发式路径规划算法

针对多自由度机器人手臂在未知环境中实时避障的问题,提出了一种基于环境信息的连杆机器人实时路径规划方法。采用笛卡尔空间内的障碍物检测信息建立了障碍物的空间模型,并依据该模型设计一种基于启发式规则的机器人路径规划算法。该算法不断猜测和修正路径,通过模糊推理得到下一位姿点,通过曲线拟合得到到达该位姿点的路径。在Matlab下利用机器人工具箱建立了PUMA560型机器人的运动学模型,并在运动空间设置障碍物,对该算法进行仿真分析,分析结果说明所提出的路径规划算法可以在较短时间内完成避障运动,具有较好的实时性,同时运动关节的角度变化曲线比较平滑,运动中冲击力较小,这些特点使其便于在实际工程中使用。

单级倒立摆LQR最优控制及其嵌入式系统实现

倒立摆以其非线性特点成为控制理论分析和设计的典型实验设备。针对单级倒立摆系统,建立其数学模型,设计了线性二次型最优控制器,利用Matlab进行了仿真验证。同时,搭建了控制系统的实物实验平台,利用Z-World公司的嵌入式系统实现了该控制算法,并进行了调试,完成了倒立摆的平衡控制。并作了一些干扰实验来验证系统性能。仿真研究和实物实验的结果,表明在嵌入式控制系统中实现的LQR最优控制算法具有很好的控制效果,使倒立摆具有良好的动态性能和稳态性能。

欠驱动球棒系统不动点控制器设计

针对欠驱动系统的Benchmark球棒系统,考虑球与棒之间的摩擦系数系统动力学及球质心与棒支点之间垂直于棒方向上的距离,建立其精确的数学模型。基于部分反馈线性化,利用坐标变换将系统动力学转换为便于控制器设计的非三角结构级联规范型,并采用不动点控制方法设计控制器,实现球棒系统的稳定控制。仿真实验表明,在球棒系统的控制过程中考虑系统摩擦系数及球质心与棒支点之间垂直于棒方向上的距离十分必要,并且不动点控制器具有良好的动态性能和强鲁棒性。

车削表面的滚压加工

滚压加工是一种对机械零件表面进行光整和强化加工的工艺。在车床上应用滚压工具在工件表面上作相对滚动,施加一定压力,强行滚压,使金属表层产生塑性变形,修整工件表面的微观几何形状,降低表面粗糙度,同时提高工件的表面硬度、耐磨性和抗疲劳强度。

基于嵌入式Internet的一阶倒立摆远程监控

结合一阶倒立摆实验平台,利用美国Z-W orld公司的BL2000单板控制器,开发了一套倒立摆远程监控系统。然后运用嵌入式Internet技术实现了倒立摆的远程监控功能,并对远程控制中存在的时滞问题进行了分析。

车削蜗杆

蜗杆蜗轮常用于作减速运动的传动机构中。 蜗杆的齿形跟梯形螺纹类似。常用蜗杆的齿形角有40°(米制蜗杆)和29°(英寸制蜗杆)两种(图1)。

车削细长轴

工件的长度与直径之比大于25(L/d>25)的轴类零件称为细长轴。 一、细长轴的加工特点 (1)工件刚性差、拉弯力弱,并有因材料自身重量下垂的弯曲现象。 (2)在切削过程中,工件受热伸长会产生弯曲变形,甚至会使工件卡死在顶尖间而无法加工。 (3)工件受切削力作用产生弯曲。

车削偏心工件

在机械传动中,回转运动变为往复直线运动或直线运动变为回转运动,一般都是用偏心轴或曲轴(曲轴是形状比较复杂的偏心轴)来完成。 偏心轴即工件的外圆和外圆之间的轴线平行而不相重合。偏心套即工件的外圆和内孔的轴线平行而不相重合,这两条轴线之间的距离称为“偏心距”。 车削偏心的方法,应按工件的不同数量、形状和精度要求相应地采用不同的装夹方法,但最终应保证所要加工的偏心部分轴线与车床主轴旋转轴线重合。

铣削加工凸轮的方法

凸轮是各种自动化程度较高的机器中经常采用的一种零件。凸轮的种类比较多,常用的有圆盘凸轮(图1)、圆柱凸轮(图2)。 通常在铣床上铣削加工的是等速凸轮,所谓等速凸轮。

分度头及分度方法

分度头是铣床的主要附件之一,许多零件如齿轮、离合器、花键轴及刀具开齿等在铣削时,都需要利用分度头进行分度。通常在铣床上使用的分度头有简单分度头、万能分度头、自动分度头等。其中万能分度头使用的比较广。

北溪水电站引水发电建筑物设计

北溪引水发电建筑物具有洞线较长，水头较高，地质条件较好的特点，本文系统地介绍了北溪引水系统的布置，并对一些关键的技术问题进行了重点介绍。

高效填料塔生物反应器处理制药废水处理厂含硫臭气

采用装有特制ZX0 1型填料的生物反应器 ,对某药厂废水处理厂产生的含硫臭气进行了近 4个月的连续脱臭试验 .结果表明 :该填料塔生物反应器的最大容积负荷NV≤ 2 0 4 g/ (m3 ·h)时 ,H2 S去除率接近 1 0 0 % ,H2 S代谢产物主要以SO2 - 4为主 .采用少量含N、P等营养物的二次沉淀池出水为喷淋水 ,其最适喷淋率为 3 5 6L/ (L·d) .该填料塔有较强的抗负荷冲击能力 ,塔内阻抗低 ,无堵塞现象 ,无需经常进行反冲洗 ,可长期稳定运行 .

三相电压型脉宽调制整流器的自抗扰控制

针对传统电压外环控制方法存在的抗扰性能不佳等问题,提出了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的自抗扰控制策略。基于PWM整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,利用反馈线性化控制,设计了电流内环控制器。通过构造新型非线性状态误差反馈函数,对传统自抗扰控制进行了改进,从理论上证明了该方法收敛速度优于线性状态误差反馈函数,同时解决了控制力抖动问题。设计了基于改进型自抗扰控制的PWM整流器电压外环控制器,并给出了该控制器参数整定方法。实验结果表明,所提出的自抗扰控制策略可确保PWM整流器获得较好的稳态和动态性能,特别是在抵抗电网电压扰动和负载扰动方面具有优越性。

基于自适应跟踪控制的三相电压型PWM整流器

针对三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器交流侧电感电阻、开关器件等效电阻和频率等参数不确定性带来的控制系统稳态误差较大等问题,提出一种自适应跟踪控制算法。通过对PWM整流器直接功率控制系统建模与分析,证明这类欠驱动系统符合L2-增益干扰抑制定理的条件。根据L2-增益干扰抑制定理,得出系统自适应率,并给出自适应跟踪控制算法实现过程。仿真与实验结果表明,所设计的自适应跟踪控制系统可实现PWM整流器单位功率因数控制,并具有动态响应速度快、无稳态误差等优点,特别是对于网侧等效电阻和频率的不确定性表现出很好的自适应性和鲁棒性。

PWM整流器的欠驱动特性与非线性控制

针对三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器级联式双闭环控制系统结构的选择成因尚缺乏理论阐释的问题,基于欠驱动系统理论对此结构进行理论研究。建立PWM整流器在dq同步旋转坐标系下的数学模型,并对其欠驱动特性进行分析。给出PWM整流器驱动变量与欠驱动变量的选择方法,利用零动态分析理论与部分反馈线性化控制策略,设计电流内环控制器。为增强PWM整流器抵抗电网电压和负载扰动的能力,提出自抗扰比例积分电压外环非线性控制方案。所设计的PWM整流器控制系统具有较好的稳态和动态性能,特别是对电网电压/负载扰动具有很强的鲁棒性。仿真与实物实验结果证明了所提理论的正确性和控制策略的有效性。

统一CAD制图环境的建议

本文指出了我院ＣＡＤ制图中存在的一些问题，认为统一我院ＣＡＤ制图环境是十分必要的。文中还列出了我们认为最基本的《ＡｕｔｏＣＡＤ制图环境的约定》可以广大作者参考。

电网不平衡条件下STATCOM的非线性控制

在电网电压不平衡条件下,以网侧各相单位功率因数为补偿控制目标,提出了基于虚拟导纳的静止同步补偿器(STATCOM)无源控制方法,可保证输电线路有功损耗最小。在dq同步旋转坐标系下,建立了不平衡条件下STATCOM的数学模型,构造出相互独立的正负序双电流环系统,以便于控制系统设计。基于无源性理论,利用能量成形和阻尼注入方法,分别对正负序电流环设计了控制器。给出了STATCOM直流侧电压与虚拟导纳的数学关系式,阐明了虚拟导纳电流控制的合理性和可行性,并设计了直流电压外环比例积分控制器。仿真实验结果表明,所提控制策略可实现电网电压不平衡条件下STATCOM对无功负荷的快速补偿,同时可保证网侧各相均实现单位功率因数控制。