有限时间镇定控制的实验设计与验证

有限时间镇定是最近二十年控制领域的一个热门研究方向。采用有限时间镇定技术,可以设计控制系统或观测器使得系统误差或估计误差在有限的时间内收敛到零,这对有严格时间要求的系统至关重要。该文以工业伺服系统常用的永磁同步交流电动机作为被控对象,基于转子磁场定向模式,针对电动机的位置-速度环设计了有限时间观测器和有限时间控制律相结合的位置伺服控制器,并与常规的渐近控制器相比较,通过数字信号处理器TMS320F28335搭建了实验测试平台,实验结果验证了设计方案的有效性。将该综合实验用于本科生计算机控制系统实训和研究生的控制工程实践环节,可帮助学生领会先进控制技术的潜力,激发其创新精神。

基于工业以太网的实时控制性能分析

以太网应用于工业网络控制系统是控制网络的发展方向,但它采用的CSMA/CD媒体访问机理,对于一些时间要求严格的控制过程会造成响应时间的不确定性。在工业网络中采用交换以太网可以消除传统共享以太网中存在的网络操作的不确定性,从而有效提高网络控制系统的控制性能。该文从理论上分析并计算工业以太网的最大通信延时,通过伺服二阶PID数字网络控制系统实例,定量分析网络协议和网络负载对网络控制性能参数的影响,为网络控制系统的设计提供了理论分析依据。

二平动自由度高速轻型并联机械手控制技术研究

研究一种二平动自由度高速、轻型并联机械手的控制技术 .针对这类机构的结构特点 ,利用虚位移原理和矩阵奇异值理论 ,估算出主动关节负载惯量随位形变化的规律 .在此基础上 ,构建了单轴误差反馈控制系统 ,并通过计算机仿真预估出定增益PID调节器的参数 .最后 ,通过实验验证了参数整定方法的正确性和有效性 .

基于ATmega128和FPGA的六自由度机器人的直流伺服控制器设计

具体介绍了基于ATmega128单片机控制系统硬件,设计了基于ATmega128和FPGA硬件体系结构的多直流电机的伺服控制硬件系统,包括6路PWM驱动电路和基于FPGA的6路正交编码器接口及大量I/O接口电路,并通过数据地址总线进行数据交换.设计了基于uC/OSII实时操作系统的控制软件,实现了对六自由度机器人各个关节的速度和位置的双闭环数字PID控制,并在实验中取得了较好的控制效果,关节定位精度达到0.01o,采样周期可以达到5ms,可以满足20Hz响应带宽的控制要求.

谐波驱动并联机器人的加速度反馈抑振控制

研制出一种结构紧凑、简单实用的平面并联机器人系统.采用谐波传动并且在其输出端位置反馈的驱动与控制形式,提高机器人系统的位置分辨率和定位精度;基于机器人驱动关节加速度反馈控制,抑制因系统高速运动引起的弹性振动.对机器人系统进行了数值仿真与实验研究,与不具备加速度反馈时的情况相比较,证明了该控制策略的可行性和有效性.

基于激光传感器的工件外径尺寸检测系统

本文介绍了CCD激光传感器检测轴类工件外径尺寸的基本原理,运动系统及软件设计。该系统采用工控机和运动控制卡控制伺服电机来带动激光传感器运动,激光传感器连续扫描工件外轮廓,将测得数据传入计算机进行处理,计算出工件外径主要尺寸参数,并可保存和打印所测数据。

伺服电机在汽车制动零部件检测中的应用

在汽车制动零部件的检测中,经常使用伺服电机带动电动缸作为模拟输入力的装置。介绍了伺服电机带动电动缸的软硬件结构组成,伺服电机的选型,以及对控制板卡的软件控制等。

伺服电机TMD控制系统的研制与振动台试验

介绍了用伺服电机作为可调阻尼器的 TMD控制系统 (简称伺服电机 TMD系统 )的研制以及振动台试验情况。本系统由可调质量、可调弹簧和可调阻尼器组成 ,控制系统的参数可以根据受控结构的动力特性进行调整 ,以达到最佳的控制效果。通过对这一系统进行自由振动试验、不同阻尼的试验 ,对系统的动力特性和减震性能有了比较深入的了解。通过对安装这一系统的框架结构模型进行地震模拟振动台试验 ,证明了这种控制系统具有较好的控制效果 ,特别是对结构位移反应的 RMS值的控制效果更佳 。

基于单片机的交流伺服电机控制系统

介绍了一种由AT89C51 单片机控制伺服电机的系统方案,包括系统硬件设计和软件设计.该系统在激光熔覆自动送粉器上得到了成功应用,能实现对送粉过程的平稳控制.

全自主足球机器人的运动控制系统研究

全自主足球机器人要完成踢球任务,需要一个快速可靠的运动控制系统,但是大多数以前的电机控制系统都是基于MCU或DSP系统的.为此,提出基于PC104总线控制的直流伺服电机控制系统,介绍了运动控制系统的组成、电动机控制板和系统控制软件.该控制系统具有体积小、功能强、反应速度快和控制简单等特点,完全可以满足足球机器人的运动要求,并可应用于其他小型装置的电动机控制系统上.

LabVIEW在运动控制系统实验平台的应用和实现

运动控制系统实验平台即要求高速的信号处理能力,强大的组网能力,又要求有可视化的控制视图。为了将LabVIEW引入到现有运动控制实验教学中,改造的平台采用LabVIEW开发平台设计上位机的人机交互界面以取代传统实验平台的触控屏,下位机的通信程序以及工艺程序则通过Twidosoft编程软件实现。PC机与PLC的通信基于Modbus串行总线;PLC与伺服驱动器的通信基于CANopen总线,整个运动控制系统实验平台为"PC+PLC+伺服驱动器"的结构模式。LabVIEW在运动控制系统平台的引入,可以方便地实现数据采集和监视控制功能,直观且逼真地显示伺服电机的控制,较好地提高了原有实验平台的功能扩展性。

泵控伺服技术在钻井指重表检定装置中的应用

石油钻井指重表是实时监测钻井安全状况的重要仪器,高效而精确地检定指重表对于减小安全隐患,预防安全事故的发生具有重要意义。采用新型泵控伺服液压技术研制了一种300kN石油钻井指重表检定装置,用户通过触摸屏设置加载方式和加载力值,PLC通过伺服变量机构控制油泵的输出流量,从而控制油缸的压力输出,以高精度力传感器为控制参考标准,可实现力值的精确输出。该装置具备力值-压力两种测控模式,可对石油指重表进行高效准确的室内检测。

绝缘工程陶瓷电火花铣削直流伺服电机控制系统研究

绝缘工程陶瓷电火花铣削技术是作者开发出的一种新型加工技术.直流伺服电机控制系统是该加工技术的一个重要组成部分,它对绝缘工程陶瓷电火花铣削的效率、精度和表面质量等有很大的影响.在对绝缘工程陶瓷电火花铣削加工技术的工作原理和特点进行分析研究的基础上,研制出了直流伺服电机控制系统,介绍了该控制系统的功率放大、PWM脉宽调制电路和电磁兼容电路的设计原理.采用该控制系统对绝缘A l2O3陶瓷和SiC陶瓷进行了电火花铣削加工工艺试验,给出了脉冲宽度对加工生产率和表面粗糙度的影响关系.试验结果表明:该直流伺服电机控制系统具有结构简单、可靠、跟踪精度高、系统响应速度块、调速范围宽、低速稳定性好等优点,可满足绝缘工程陶瓷电火花铣削加工的要求.

新型低速电液伺服叶片马达的控制策略研究

介绍了一种仿真转台用新型叶片式无脉动连续回转电液伺服马达的工作原理 ,分析了拉各瑞 ( L ugre)摩擦力模型 ,给出了摩擦力模型的参数辨识方法及在系统中的补偿措施 ,同时设计具有人工智能的非线性 PID复合控制策略。通过实验 ,得到新型连续回转马达的摩擦转矩模型 ,对马达的低速及阶跃响应进行了研究。验证了采用摩擦力补偿措施有效地克服了系统的低速爬行及极限环振荡现象 ,使马达的性能完全符合仿真转台的需要。

基于小波神经网络的多电机偏差耦合控制研究

现有的多伺服电机系统协同控制方案难以满足高精度控制的要求,该文将小波神经网络与多伺服电机控制相结合,提出基于小波神经网络补偿器和偏差耦合控制结构相结合的多伺服电机协同控制策略。采用Matlab/Simulink搭建系统仿真平台,建立了4台永磁同步电机的协同控制仿真模型。仿真实验表明,相比基于固定增益补偿的控制结构,基于小波神经网络的多伺服电机协同控制结构具有更高的同步精度,速度波动小、调节时间短、收敛速度快。

基于P87LPC768单片机的直流伺服电机转速控制

本文介绍的基于单片机的直流伺服电机调速系统,以低价位的P87LPC768单片机为核心,利用自带的PWM信号发生器以及丰富的中断资源,实现了对直流伺服电机转速的实时检测和闭环控制。

基于交流伺服电机驱动的并联机器人动态滑模控制

并联机器人具有刚度大、承载能力强、误差小等特点,针对以交流伺服电机驱动的并联机器人机构——GPM-200并联机构,建立了控制系统模型,并在其工作空间中进行了轨迹规划,而后设计了一种动态滑模控制算法,在Matlab/Simulink上进行了仿真实验,结果表明:该算法鲁棒性好,且系统抗干扰能力强,对系统参数变化不敏感,具有良好的跟踪性能,实现了对该并联机器人的高精度实时控制。

基于模型重构的航天器部件级故障建模方法

提出了基于模型重构的航天器部件级故障建模方法,从对象固有模型出发通过模型重构建立对象故障模型,定义了统一故障模型形式。将功能单元作为研究故障的最小单位,定义了功能单元的划分准则。建模过程包括对象仿真模型建立、对象功能单元划分、功能单元分析、功能单元故障建模、部件级故障建模、正常模型仿真与故障模型仿真结果对比6个步骤完成。最后以电动伺服系统的功率驱动器为例详细说明了功能单元故障模型建立过程。结果表明,所提出的故障建模方法便于操作且具有普遍的适用性。

防空多管火箭炮交流位置伺服系统的控制策略

采用永磁同步伺服电动机,构成多管火箭炮交流位置伺服系统。以交流永磁同步伺服电动机为执行元件,系统速度环和位置环控制采用数字控制,位置反馈取自负载端形成全闭环控制。该系统控制策略包括:模型参考自适应、滑模变结构、模糊控制、单神经元等控制。

工件外形尺寸自动检测系统

设计了一种基于CCD激光传感器和伺服电机的轴类工件外形自动测量系统,并介绍了该系统的基本原理、运动系统和软件设计,给出了计算轴类工件外形主要参数的实用方法。该系统具有自扫描、高精度和非接触等优点,对同类项目有一定的参考价值。