倾纬度聚光光伏系统双轴联动控制研究

对聚光光伏系统倾纬度双轴联动跟踪控制技术及系统最大光电转换功率的优化进行研究。针对系统本身结构特点并结合现有光伏发电技术自行设计的自动控制系统可实现周围大气环境参数测量,同时对太阳进行精确定位。基于光伏支架机械结构及闭环跟踪控制的稳定性和可靠性,最大限度地满足了聚光光伏系统对太阳光入射方向的高精度要求。通过实际数据测量与误差分析,得到聚光光伏系统在825 W/m2的实际光照条件下的最大输出功率和跟踪误差范围。

单驱双轴联动太阳自动跟踪传动装置研究

介绍了单驱双轴联动太阳跟踪系统传动装置的结构和工作过程,根据太阳运动规律和运动轨迹跟踪的基本原理,设计了基于地面坐标系下太阳能板的方位角、高度角和锥齿轮传动比。该装置即可采用定时器定时启动跟踪,也可根据每天日出时间采用控制器实时启动跟踪,具有结构简单、可靠耐用、抗风载能力强等特点,具有较高的实用价值。

输电线路带电检修机器人双轴联动控制研究

为了解决单关节串联式作业带来的带电检修机器人作业效率低下的问题,提出一种面向输电线路带电检修机器人关节空间的双轴联动的动力学控制方法。首先利用牛顿—欧拉方法建立了机器人越障时的整体动力学方程,为建立任意双轴联动动力学方程提供了依据;分析并确定了机器人可以进行双轴联动的关节,给出了一组常用的双轴联动关节的动力学方程;设计了一种带重力模型的PD控制方法。仿真与实验结果表明:双轴联动方法可行,并提高了机器人的作业效率。

可双轴联动的太阳跟踪装置设计与试验研究

为了降低跟踪装置成本,设计了一种可实现双轴联动的太阳跟踪装置。首先,基于太阳高度角和方位角的变化规律,分析了跟踪装置上滑块的理论运动轨迹,确定了装置的几何参数。然后,研究了m×n个跟踪装置阵列安装时,电池板间的投影干涉,并提出了优化安装间距和电池板宽度的方法。最后,测试了装置的跟踪精度。研究表明,该装置高度角上的跟踪精度在-0.5°~0.7°之间,方位角上的跟踪精度在-0.4°~0.3°之间。该装置在高纬度地区可以实现全年完全跟踪,当太阳方位角大于90°小于-90°时,不能实现完全跟踪。

双轴联动系统广义预测交叉耦合位置控制

在双轴联动系统中,减小轮廓误差和提高轨迹跟踪的能力是位置控制的主要目标.为提高轨迹跟踪的稳态精度和动态性能,本文提出了双轴广义预测交叉耦合控制策略(generalized predictive cross-coupling control,GPCCC).首先将广义预测算法应用于双轴联动控制中,根据已知轨迹进行多步预测、滚动优化和反馈校正来提高双轴控制性能,其次采用交叉耦合结构将轮廓误差作为反馈量来修正广义预测控制的给定轨迹.最后,通过两台永磁同步电机驱动的双轴联动系统完成实验,实验效果证明了所提出的控制策略在保证轨迹跟踪精度的同时,可以有效提高动态响应速度,尤其在轨迹转折点处,相比于传统PID交叉耦合结构,可以明显减小轮廓误差.

双轴联动进给系统多目标优化设计与研究

为提高机床的加工精度,降低零件加工误差,以双轴联动进给系统的轮廓误差和Z轴、X轴的跟踪误差为优化目标,开展双轴联动进给系统的多目标优化设计与研究。首先,在前期研究的基础上,设置优化初始条件,并利用Box-Behnken方法获得试验样本点;其次,基于所建立的双轴联动进给系统的机电耦合动力学模型开展样本点运动轨迹仿真分析,得到轮廓误差和单轴跟踪误差数据,并采用灵敏度分析法获得对设计目标影响程度较大的设计变量;然后,基于仿真得到的数据,利用含交叉项的二次多项式拟合方法构建设计目标对设计变量的响应面模型;最后,利用NSGA-II(nondominated sorting genetic algorithm-II,非支配排序遗传算法II)对双轴联动进给系统进行优化,得到双轴联动进给系统的Pareto最优解集,按照目标优先顺序从该解集中寻得最优解。从仿真结果可知,双轴联动进给系统的轮廓误差和Z轴、X轴的跟踪误差均明显降低,降幅超过30%,优化效果明显。该方法可为多轴联动进给系统的优化提供参考。

实现双轴数控联动的实用插补策略研究

基于逐点比较法的原理,本文对累加极限控制插补算法,插补算法的数学模型进行了验证研究。实例分析,并在SKY数控车床进行验证,结果表明,累加极限控制插补算法使插补精度不小于0.5个脉冲当量,插补点大幅度减少,系统的响应速度加快,插补精度提高。

基于物联网技术的双轴联动跟踪式光伏发电系统

针对传统光伏发电系统发电效率低、太阳光跟踪定位不够准确的问题,基于物联网技术,设计一个双轴联动的跟踪式光伏发电系统。首先,选用双轴式光伏支架和光电跟踪方式作为技术基础,构建一个基于光伏发电的双轴自动跟踪系统,该系统中的主控制器选用PLC进行控制,通过双轴式光电对太阳光进行跟踪和定位;然后对系统硬件部分和软件部分进行具体设计,系统硬件部分主要对跟踪机构和控制电路进行设计,软件部分则利用光线传感器对跟踪机构的数据进行实时跟进。实验结果表明,双轴跟踪方式的发电量更高,相较于固定跟踪方式高出了35%左右,且本系统对太阳光的跟踪定位更加准确,说明此系统可进一步提升光伏发电效率,实现节能环保和可再生资源的有效利用。

数控系统快速双曲线插补算法

本文给出了一种新的双曲线插补算法 ,此算法具有正偏差特性 ,且速度快、运行平稳、可靠。本法适用于各种双轴联动的CNC系统。

基于CPLD数控机床的加减速控制

在双轴二维硬件直线插补算法的基础上,提出了不同于常用的双轴二维电机同时加减速的控制方法,采用CPLD作为硬件设计并实现了双轴加减速控制器。经过环形分配器及放大电路控制二维(X向,Y向)步进电机,实现机床高速加工起动和停止时速度的稳步过渡。仿真结果显示控制效果良好,验证了该控制算法的有效性。

太阳跟踪装置

太阳能作为一种无污染、可持续发展的新兴能源,已经引起世界各国的广泛关注,只有充分提高光照的利用率,才能最大限度的利用太阳能。提出一种简易的太阳跟踪装置,该装置采用双轴联动,齿轮传动,能够实时有效地对太阳进行跟踪。

非圆曲线零件淬火机床运动控制系统的研究及应用

详述了在设计非圆曲线零件淬火机床过程中应用运动控制卡实现恒速运动的控制方法。通过设置运动参数,控制程序按照恒速运动数学模型计算,运动控制卡输出脉冲信号分别控制两轴并实现联动,达到零件轮廓相对于淬火机床感应器恒速运动的目的。以偏心轮零件为试件进行运动测试,恒速误差在3%以内,可达到工件的热处理要求,为淬火机床实际应用提供可靠依据。

双舵机在单通道旋转控制导弹上的应用研究

对传统单通道旋转控制导弹所采用的舵机及其控制方式的特点、优点和不足进行了对比总结,提出了双轴联动比例舵机在该类导弹上的应用。开展了原理分析,建立了数学模型,并对导弹采用传统舵机和双轴联动比例舵机的过载特性和动态特性进行了计算、仿真、对比、验证。结果表明,双轴联动舵机具有等效舵偏角大、实现导弹气动完全轴对称、俯仰、偏航通道完全解耦、弹体高频摆动消除等优点,弥补了传统单通道旋转控制导弹采用舵机及其控制方式的不足,有利于提高单通道旋转控制导弹的过载能力和飞行稳定性。

基于FPGA的LED生产设备Molding机运动控制器设计

对目前多轴联动运动控制器进行了研究,总结其硬件系统结构特点与算法,提出一种基于FP-GA的Molding机双轴联动运动控制器,分析了数据采样插补算法、非对称S曲线加减速规划算法、多段预读轨迹规划算法,并在单片FPGA中实现上述算法,在实验平台上验证了速度规划算法的效果以及插补控制的精度。实验表明,各项指标达到设计要求。对方案成本进行了分析,实践表明该方案达到了缩减器件与人力成本的目的。

基于CPLD数控机床的加减速控制

在双轴二维硬件直线插补算法的基础上,提出了不同于常用的、双轴二维电机同时加减速的控制方法,采用CPLD作为硬件设计、实现了双轴加减速控制器。经过环形分配器及放大电路控制二维(X向,Y向)步进电机,实现机床高速加工启动和停止时速度的稳步过渡。仿真结果显示控制效果良好,验证了该控制算法的有效性。

凸轮廓线生成及运动模拟仪研制

在分析凸轮廓线生成过程的基础上,设计出一种凸轮廓线生成及运动模拟仪,以达到提高凸轮教学质量的目的。该模拟仪由直线导轨模组机构、柔性可调绘图机构、回转工作台机构和控制系统组成。给出直线导轨模组中脉冲当量和丝杆导程两个重要参数的确定方法,并对回转工作台的转矩进行分析计算。系统采用STC5A60S2单片机进行控制,单片机根据输入的参数来进行各轴运动速度的计算。通过产生占空比不同的PWM脉冲对步进电机进行控制,从而实现对三轴的控制。

基于STM32的便携式追日发电系统设计

本文探讨了一种基于STM32的便携式追日发电系统设计方法,结合机械结构创新、双轴光电跟踪与环境实时检测,达到光伏发电系统精准追日、携带便利、环境适应能力增强的目的。