基于计算力矩法的四关节机械手滑模控制研究

为降低建模动态误差与总体干扰对机器人控制系统的影响,采用基于计算力矩法滑模变结构控制系统对机械手进行控制。在分析经典的原趋近率的基础上,提出了一种改进型指数趋近率,并对其进行仿真分析。结果表明,该改进型指数趋近率搭建的滑模控制器能够抑制系统抖振,实现机械臂的运动稳定。

单相及三相电路谐波和无功电流的检测研究

提出了一种谐波及无功电流的直接检测法。用数学分析单相及三相电路中畸变电流,求出基波有功和无功电流,进而也可求得谐波电流。同时,引入了比例微分环节(PD)作为负反馈,以补偿低通滤波器(LPF)的延时,提高检测的动态响应速度。用MATLAB仿真的结果表明该检测法可行。

两轮自平衡车控制系统设计

将两轮自平衡控制分为平衡、速度、转向进行处理,将平衡控制作为主要控制对象,将速度、方向控制作为干扰,对速度和转向的控制尽可能平滑,以免破坏平衡。通过理论分析建立了动力学方程,得到了各部分控制框图和传递函数。设计中用MPU6050测量车模的旋转角度、角速度、加速度,用编码器测量电机转速,构建了反馈系统。软件设计中用卡尔曼滤波器消除干扰,用PD算法很好地控制了平衡、速度、转向。

实现人身和机器人交流的神经振动子控制算法

为实现人身和机器人交流时的运动同步,首先提出了一类非线性多关节神经振动子运动控制算法,其输入为机器人和人相互作用所产生的关节扭矩信号,输出为机器人关节期望角度;然后对具有代表性的二关节神经振动子控制算法中各参数的耦合特性进行了分析;最后,基于7自由度机器人臂平台对该神经振动子控制算法的有效性进行实验.实验结果表明,该控制算法能够实现人和机器人相互运动的同步,通过调节神经振动子的增益参数,同步的程度能够被改变.

一种宽频带交流脉冲大电流测量电路

本文提出了一种测量交流、脉冲大电流的磁位计加比例积分微分器的宽频带电路,给出了该电路的设计计算方法,并通过实验对电路进行了验证。

从数学概念来讲授积分微分环节

本文应用积分微分的基本概念来分析控制原理中的积分环节和微分环节功能。积分的数学基本概念就是累加求和,在闭环控制系统中就是对系统误差的累加和历史记忆,所以积分环节具有滞后特性;微分的数学基本概念求函数的变化率,对闭环控制系统中求解误差信号的变化率就等效于对系统误差变化趋势给出提前调节功能,使得是微分环节具有超前响应特性。

基于Eclipse平台的车辆自适应巡航控制仿真

自适应巡航控制是一种先进的汽车辅助驾驶系统,可以减轻驾驶员的工作量并且可以提高驾驶的便利性和安全性。目前一般都是通过Mat Lab仿真曲线来检验车辆自适应巡航控制算法的控制效果,但该方式不够直观形象。基于Eclipse平台,用JAVA语言搭建一个具有动态效果的车辆巡航控制仿真平台。该平台可以模拟多种典型驾驶工况,直观有效地展现车辆自适应巡航控制算法的结果。最后,在该仿真平台上设计最优PD控制算法和智能驱动驾驶(IDM)控制算法验证车辆自适应巡航控制结果。结果表明,该Eclipse仿真平台能够有效地模拟多种驾驶工况,且能够直观有效地验证多种车辆自适应巡航控制算法的结果。

改进LADRC的储能逆变器直流母线电压控制

储能并网逆变器是一个非线性、强耦合、易受电网电压波动影响的复杂系统。为提高储能并网逆变器直流侧母线电压的稳态性能,本文提出一种改进型线性自抗扰控制技术LADRC(linear active disturbance rejection control)并应用在电压外环控制器。该控制方法通过把传统LADRC技术中的总扰动观测增益系数改进为一个带有比例微分环节的控制增益并对其进行环节校正。与传统LADRC相比,即增加了线性扩张状态观测器LESO(linear extended state observer)的观测带宽,也有效降低了扰动观测幅值下降和相位滞后的程度。实际工况的仿真结果表明,改进型LADRC对直流母线电压的控制效果更好。

对称电磁轴承刚性转子系统的动力学特性

为了研究带有比例微分控制的对称电磁轴承刚性转子系统的动力学特性,首先建立了对称电磁轴承刚性转子径向四自由度系统的动力学模型,并将转子系统的运动分解为平动运动和锥动运动;其次,分别求解平动运动及锥动运行的特征根,利用特征根分析了比例系数、微分系数以及转子转速等参数对平动运动和锥动运动固有特性的影响,并提出了比例微分控制器参数的设计原则;然后,求得了由转子不平衡引起的平动和锥动振动的解析表达式,分析了转子刚体平动及锥动的共振特性以及控制器参数对转子系统不平衡振动的影响;最后,通过实验,对对称电磁轴承刚性转子系统动力特性的理论分析结果进行了验证。

简易旋转倒立摆及控制装置研究与实现

本系统选用Freescale公司的mc9s12xs128单片机为主控制器,控制采用角度PD(比例/微分)算法,实现摆杆在直立的过程中电机对旋转臂的控制。其主要由倒立摆平台、数据采集、主控板、驱动系统、电源系统五个功能模块组成。技术关键在于摆杆位置测量及电机调整旋转臂的位置。采用陀螺仪-加速度计传感器实现摆杆位置的测量,具有减速齿轮组的减速直流电机实现对旋转臂的控制。为提高系统控制精度及抗干扰性能,数据采集及处理中应用现场零点采集及互补滤波等处理技术。摆杆能够从自然下垂状态完成圆周运动并自主保持倒立,在外力干扰下迅速恢复倒立。性能良好,具备实际应用价值。