全电式水下阀执行器多电机协同控制策略研究

水下采油树全电执行器多电机协同工作时,由于误差等导致减速器发生振动。为了减少同步误差导致传动系统发生振动的情况,通过对多电机协调策略进行研究,从控制算法层面提出了一种基于改进粒子群算法优化模糊PI补偿器的多电机协同控制策略。使用Logistic混沌映射并结合中心耦合游移的策略改进粒子群算法,采用改进后的算法离线优化模糊控制器的隶属度函数。为了得到最小的同步误差,在适应度评价函数中引入同步误差项。为了验证该方案,建立了Simulink/Adams联合仿真模型,在Adams中以轴套力柔性连接替换理想约束,建立了联合仿真模型和传动机构动力学模型,对传动机构的振动情况进行了仿真。研究结果表明,该方法通过减小同步误差,能有效减轻传动系统的振动情况。所得结论可为多电机协同控制提供参考。

基于双DSP的多电机协同控制系统

多电机协同控制系统中,为满足控制的高效性和实时性,提出使用双DSP并行处理器结构,采用双口RAM实现其数据高效传输。结合双口RAM技术特点,设计了双DSP硬件电路和软件流程。试验验证双DSP控制的四台电机协同特性好、运行稳定可靠。

基于改进积分滑模控制多电机协同控制研究

多电机协同控制历来处于运动控制领域的核心位置,在现代工业自动化发展过程中扮演着一个不可或缺的角色。针对多电机协同控制易受非线性、外界扰动等不确定性因素影响,提出了一种基于积分滑模控制的协同控制策略。以幂次趋近率为基础,引入反余切函数改变幂次趋近项系数,又加入指数项,使系统状态在远离滑模面时快速接近滑模面,接近滑模面时又减缓速度减少抖振。改进了偏差耦合控制结构,提升了系统受扰后的动态响应、跟踪能力。最后,基于李雅普诺夫稳定性理论对系统进行收敛性分析,并通过仿真试验对比验证所提方法策略的有效性。

双足机器人多电机协同控制系统设计

在双足机器人的控制中,对多路步进电机进行协同控制是核心;分析了多电机协同控制系统的研究现状,采用"ARM+FPGA"为控制核心的系统方案,完成了多电机协同控制系统的设计;重点介绍了控制系统ARM+FPGA的系统结构,实现了STM32控制程序的设计和FPGA的硬件和软件设计;控制系统采用上下位机相结合,在PC机界面设置步进电机的运行参数,并监视各步进电机的运行状态,在STM32F103ZET6芯片和EP2C35F672C8N芯片的分工协作下完成对多个电机的协同控制;根据观察机器人的运动状态和分析PC机显示的数据,可以很明确地看出该控制系统是能够同步、协同而精确控制双足机器人中多路电机的。

基于人群搜索算法的多电机协同控制研究

单轴跟踪响应是多伺服电机协同控制的关键技术之一,针对此,文章提出了一种基于人群搜索算法的SOA-PID控制器的控制策略。该策略基于搜索和进化思想的群体智能算法,融合PID控制,设计了SOA-PID控制器,提高了PID参数的优化效果和优化速率。仿真结果表明,SOA-PID控制器优化后的PID参数有收敛快、扰动小等特性。

基于连续变焦的多电机协同控制架构设计

超长焦距连续变焦系统的多电机协同控制方案是保证成像质量及效果的一个重要设计环节。分析了某型连续变焦热像仪的控制指标和需求指标,然后以指标数据作为理论依据详细讨论了多种控制方案的优缺点,并根据结果设计了一种基于SOPC片上系统的多电机协同控制方案。详细阐述了该方案在连续变焦系统中的具体设计及软件实现方法。该设计能够在单一FPGA上实现多组元协同控制,其时间和位置精度分别达到0.01 s级和0.01 mm级,有效保证了超长焦距连续变焦系统的控制需求。

引入扰动补偿的多电机滑模协同控制研究

目的 解决多电机协同控制时容易受到非线性和外界扰动等不定因素的影响。方法 基于多电机偏差耦合控制结构,与引入扰动补偿的混合非奇异终端滑模变结构控制相结合,并与传统PI(Proportional Integral)调节器控制效果做仿真对比。结果 本文所提控制算法通过计算机仿真软件进行验证分析,该算法能够使得电机在启动时效果较好,转速误差在受到扰动时效果优于传统PI控制约8.50%;电机转矩在受到扰动后控制效果更加理想,几乎不存在迟滞时间就能达到新的负载转矩值;在受到负载扰动时转速误差波动较小,优于传统PI控制约8.83%。结论 通过计算机仿真验证得出,引入扰动补偿后的混合非奇异终端滑模变结构控制系统的响应时间和收敛速度、控制性能和鲁棒性都要优于传统PI控制的。

水下多电机协同推进及其动态面反步滑模控制

复杂多变暗流湍急的水下环境会造成水下机器人姿态失衡,严重时会破坏船体稳定造成偏航。针对大幅度转弯工况与应对外部随机扰动等问题,提出一种归一化的比例同步系数分配方法,构造虚拟主轴多电机协同控制系统的输入,实时调配各个从动轴推进电机的参考转速;针对该方法中异速差异大、动态响应高的需求,设计有限时间动态面反步滑模控制器,提升系统响应速度;并设计指数衰减转矩观测器,以解决水下机器人不能安装转矩传感器,但虚拟主轴方法对转矩检测精度要求较高的矛盾。仿真与实验结果表明,这种异速协同控制方法在处理瞬时大负载变化与恒定非线性扰动时,可以做到较好的实时性、鲁棒性和精度之间的平衡。

基于环形交叉耦合结构的多电机比例同步控制

针对多电机同步控制,国内外学者提出了多种算法和策略,但是这些策略对需要转速成一定比例的情况具有一定的局限性。文中在相邻交叉耦合控制策略和环形耦合控制策略的基础上,对比例同步系统相邻耦合误差的数学模型进行变换,将系统转化为近似同步系统,考虑系统各轴同步系数,结合传统交叉耦合控制结构,应用经典控制理论设计跟踪误差控制器和同步误差控制器。同时,针对系统可能出现的不确定性,文中设计了一种参数自整定模糊PID控制器。最后文章应用Matlab/Simulink对环形交叉耦合结构进行了计算机仿真,仿真结果表明,该环形交叉耦合结构模糊PID控制算法收敛速度快、稳定性能好,能很好的实现多电机比例协同控制。

基于DSP和FPGA架构的航天钻取机构用多电机驱动控制平台

传统的冲击旋转钻由于体积重量大、可靠性差等问题,难于满足太空环境钻采取样的工作需求。而基于多台电机协同工作的全电驱动式冲击旋转钻具有高功重比、高可靠性和高效率的优点,成为航天钻采取样的首选。根据全电驱动式冲击旋转钻多电机协同运行的工作原理,提出了一种基于DSP和FPGA架构的多电机驱动控制平台。根据DSP和FPGA各自的结构特点,以及驱动控制的功能需求,采用模块化设计方法,对DSP和FPGA各自所需承担的功能进行划分研究。其中,DSP主要完成多电机协调控制算法以及无刷直流电机的闭环控制算法,FPGA主要完成生成无刷直流电机PWM驱动信号与转速测量、生成步进电机驱动信号。仿真和实验结果表明,该驱动控制平台能够可靠高效地完成多电机的协同控制,实现航天全电驱动式冲击旋转钻的钻进和采样任务功能。

炒菜机直流电机控制器设计与实现

针对滚筒式炒菜机的锅体、叶片和倾倒动作的快速响应和平稳运行,设计了一种以STM32F767IGT6为主控制器的多电机协同控制器。采用74HC244隔离电路和双BTN7960芯片电机驱动电路实现电机控制,增量式编码器和光电耦合器测速电路实现速度反馈,PID算法实现速度的整定。试验表明,设计的多电机协同控制器能够实现电机的快速响应,电机在0.04~0.06 s稳定到预设速度,锅体、锅铲、倾倒控制电机可以实现同步和独立工作模式,并且相互影响可以忽略,满足炒菜机的动作需求。

基于自整定模糊PID的多电机同步控制研究

针对多电机协同控制,设计了一种参数自整定模糊PID多电机同步控制策略,将模糊控制和传统PID控制相结合原理,利用模糊推理判断的思想,根据多电机速度偏差、偏差变化率的不同对PID控制器的参数进行在线整定,从而做到PID控制器的参数随多电机速度偏差和偏差变化率实时变化。仿真结果表明,该自整定模糊PID控制算法收敛速度快、稳定性能好,能很好的实现多电机比例协同控制,具有较高的同步精度和动态性能。

纯电动公铁两用车多电机智能控制器设计

针对当前纯电动公铁两用牵引车转向系统响应性差的问题,提出了一种纯电动公铁两用车转向系统多永磁同步电机协同控制策略。该控制策略采用偏差耦合同步控制方式,设计了转角协同补偿器对多电机转角误差进行补偿。同时将模糊智能控制算法与PID控制算法相结合,设计了能在线整定控制器增益的模糊PID控制器,与转角协同补偿器相配合,实现多永磁同步电机协同控制策略。基于Matlab/Simulink平台搭建了系统的仿真模型,实验结果表明,模糊PID控制器与PID控制器相比,能使系统响应的稳态时间缩短39%,跟踪精度提高了70%。

带式输送机驱动控制系统的优化研究

为了解决多点驱动输送机系统存在的启动冲击大、多电机功率平衡性差、张紧装置反应速度慢的问题,提出了一种新的带式输送机驱动控制系统。该系统通过双闭环矢量控制、多电机平衡协同控制、智能永磁张紧、输送机打滑抑制等方案实现了多点驱动输送机系统的智能联合控制,使输送机系统的单机运行费用节约了120万元/年,将输送机系统的运行故障发生率降低了76.4%,极大地提高了带式输送机系统的运行经济性和安全性。