FCS165现场总线控制系统实际微分PID控制器的设计

在分析PID控制器设计常用的理想微分PID控制算法和实际微分PID控制算法的基础上,选择实际微分PID控制算法用于FCS165现场总线控制系统,并给出了抗积分饱和无扰动切换的方案。经长期测试和实际运行表明,实际微分PID控制算法控制效果较好。

应用于半导体激光器的高精度温控系统设计

面向半导体激光器温控系统的高精度、高速与高集成化的需求,设计了一款高精度、快速响应、高集成化、低成本的数模混合架构温控系统。该系统以FPGA为控制核心,硬件部分包括由三线制惠斯通电桥、仪表放大器、模数转换器组成的温度信号采集与调理模块,全桥降压电路驱动模块,热电制冷器模块等。针对热敏电阻和电桥的非线性误差,提出了一种可变控温零点的温度信号调理方法,该方法基于迭代与多目标最优化算法,提高了控温精度,同时降低了仪表放大器与模数转换器的指标要求,从而降低了系统成本。针对温度滞后大、延迟高的特点,控温策略采用了抗饱和积分的PID(AWPID)自动控制方法,从而降低超调,加快收敛速度。测试结果表明,该温控系统在-45~75℃的温度范围内,实现了±0.02℃的控温精度,相较于固定控温零点的温控系统最大0.1951℃的控温精度提高了89.7%。与传统PID控制算法相比,AWPID控制算法将超调从9.13%降低到1.5%,将稳定时间从41 s降低到30 s。稳定性测试表明,该温控系统能够在长时间内保持±0.02℃的控温精度,满足稳定性要求。该系统具有高精度、快速响应、高集成化、低成本的特点,为半导体激光器的复杂应用场景提供了高精度的温度保障。

用于TDLAS甲烷检测的激光器电流驱动与温控系统

为了满足激光器在甲烷气体检测中对输出波长稳定的需求,自主设计以STM32F103RCT6为微处理器核心的电流驱动系统和温控系统,包括信号发生电路、滤波电路、温度采集与控制电路等,运用信号发生芯片生成锯齿扫频信号、正弦调制信号、直流偏置信号,把他们叠加作为激光器注入电流,同时对激光器整体构建二级制冷系统,通过温度和电流的调谐使激光器发出的波长在甲烷气体吸收峰1 653.72nm附近扫描,以使气体充分吸收。经验证,整个系统工作稳定,可持续工作时间超过36h,温度误差为±0.008℃,电流驱动误差≤0.09mA,波长误差在千分位,满足设计需求。

基于DSP2407A的硬盘磁力轴承控制系统研究

介绍了硬盘磁力轴承的工作原理,并以TMS320LF2407A为核心设计了硬盘磁力轴承控制系统,重点介绍了数据采集电路和电源管理电路。控制规律采用抗积分饱和的PID控制,在Simulink环境下构建了控制系统模型,并进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制系统控制效果良好。

基于数字信号处理器的钻机直流拖动系统控制器

随着电动钻机电控系统向着智能化、数字化和网络化发展,已有的钻机直流拖动系统控制技术不能满足钻机电控系统的发展要求。为此设计了以TMS320F2812为控制芯片、采用抗积分饱和PID控制技术、具有Profibus总线通信功能的钻机直流拖动系统控制器。重点阐述了控制器调速单元的硬件和软件设计,并进行了试验验证,该控制器能够提高钻机直流拖动系统的静态和动态性能。

激光器高精度温度控制系统的研究

为使激光器发出的波长准确、稳定,设计并实现了一个激光器高精度温度控制系统。给出系统的软硬件设计,利用抗积分饱和PID算法对温度进行高精度控制。实验结果表明:系统温度控制精度为±0.008℃,调整时间小于30s,满足气体检测对激光器温度控制的要求。

基于声音定位的自动循迹小车的控制算法研究

智能小车自动循迹控制算法在应用中有着很重要的意义。该文通过一种PID控制算法使得小车能够按照声音的来源定位并最终按照预定的路线完成了自动循迹校正。并利用抗积分饱和PID控制达到了较好的效果。

基于TMS320F2812直流电机数字调速系统

文中采用TMS320F2812定点数字信号处理器作为直流电机调速系统的控制芯片,提高了系统的控制精度并简化了控制系统的硬件结构。同时采用抗积分饱和PID算法对电机的转速实施双闭环控制,使用C语言与汇编语言进行混合编程,从而使电机调速系统的稳定性和动态性得到提高。

基于STM32图像识别的板球系统的设计

针对板球系统结构复杂、设备昂贵的问题,设计了基于STM32F407处理器和数字CMOS摄像头的简易可靠的嵌入式板球系统。阐述了系统机械结构组成及控制系统原理详细说明,运用了嵌入式的高效小球识别图形处理算法。通过对系统特性的分析,采用模糊抗积分饱和PID控制算法进行控制。通过制作后测试,设计的机械结构稳定可靠,控制算法具有良好的鲁棒性。

四旋翼飞行器的动力学建模与飞行控制

为了解决四旋翼飞行器姿态控制问题,本文分析了四旋翼的结构特点与飞行原理;在混合坐标系下采用牛顿-欧拉法,建立了四旋翼飞行器的动力学特性方程;设计了抗积分饱和串级PID控制器、姿态反演控制器,并进行了仿真验证与飞行实验。仿真结果与实际飞行实验均证明了所设计控制方法的有效性。