非线性舰炮随动控制系统自抗扰控制器设计与仿真

为了提高舰炮射击精度和快速响应能力,针对舰炮受射击冲击、舰船摇摆、垂荡等扰动影响,将自抗扰控制(ADRC)技术应用到舰炮随动系统中,弥补传统控制策略的不足。首先对舰炮随动系统扰动特性进行了简要分析,并建立了其数学模型;其次设计了基于ADRC的舰炮随动控制器,并进行了参数整定;最后通过仿真分析,仿真结果表明基于ADRC控制策略的舰炮随动系统具有较好的抗干扰能力,可有效提高系统跟踪精度和快速响应能力。

基于微惯性传感器的高灵敏度随动控制技术

目前的随动控制装备因难以满足传感器与执行器对实时性、准确性与稳定性需求,出现控制延迟大、执行精度低等问题,极大地限制了随动控制装备应用空间。针对上述问题,提出一种基于微惯性器件与模糊控制云台的低延迟高精度随动控制技术。该技术使用微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)获取高灵敏度体感姿态数据,并使用该姿态数据对双轴云台进行实时高精度随动控制。相对于传统技术手段,本研究通过传感器的实时采集算法改进与云台的高频位置闭环模糊PID控制设计,用低成本实现了低延迟高精度随动控制功能。实测结果表明,系统在连续动作命令发出后88.17 ms时间内达到了1.478°(1σ)的云台位置响应精度,可满足高灵敏度随动控制需求;新技术适用于无人机控制与观察、车载雷达与武器站控制等领域,可大幅度降低设备操控复杂度,提升控制特性。

基于改进型前馈控制的轻型高炮随动控制策略研究

针对轻型高炮连续射击过程中车体姿态快速变化造成的随动控制精度降低的问题,提出一种基于改进型前馈控制的轻型高炮随动系统控制策略。该策略基于传统的火炮前馈控制模型,利用ARMA模型对前馈补偿量进行预测,提前给定随动位置指令,加快响应速度,补偿由于时滞和车体姿态快速变化等因素造成的前馈控制效果不足,提高控制精度。仿真和试验结果表明,在不增加传感器的前提下,基于改进型前馈控制的火炮随动系统控制策略能够实现随动控制的快速稳定补偿,满足轻型高炮连发射击的精度要求。

基于快速终端滑模控制的大惯量火炮随动控制算法研究

某大型火炮的机械结构复杂,各部件耦合度高,由于受到材料刚性、加工和装配工艺等限制,电机轴架位与火炮实际架位间的误差不能完全消除,尤其在高速运动中,误差的非线性变化更为明显,容易导致运动过程中出现“抖振”现象。通过对火炮随动控制系统进行建模,建立了从电机控制到火炮实际架位间的驱动方程,提出了基于快速终端滑模控制的随动控制算法,并在火炮系统中进行了验证;实验表明所提算法有效消除了“抖振”现象,使控制端能够直接使用火炮实际架位作为控制变量,提高了火炮随动控制精度和运行稳定性。

一种位置随动控制系统的建模与仿真研究

文中对导弹舵机的模拟位置随动控制系统进行了研究。首先对导弹舵机的模拟系统进行了数学建模以及相关控制参数计算;接着构建出了位置随动系统的仿真控制框图;最后,当给系统输入单位阶跃信号时,得到不同位置调节器参数K下的阶跃响应和位置随动控制系统的最优控制律。

人眼像差校正仪成像CCD随动控制的设计与实现

建立了一套基于LCOS人眼像差校正仪的成像CCD最佳像面随动控制系统,使以往困扰该系统的寻找成像CCD最佳像面的问题得到解决。该最佳像面自动调焦系统采用步进-计算-比较的方式,通过对相邻图像的模糊程度和一致性的对比,可以在很短时间内找到接近最佳理论值的像面位置。使用该自动调焦系统,医务人员可以更有效地发挥自适应系统在眼底视网膜观测领域的优势,获取比传统眼底镜更有价值的眼底细微图像,也可以进一步实现对多个小视场眼底视网膜图像进行拼接,实现对动态大视场区域的实时观测。

一种用于高精度随动控制系统的轨迹预测方法

针对一类高精度随动控制系统中,跟踪目标轨迹短时不连续、跟踪指令的给定周期过大,导致随动系统跟踪响应变慢、特性变差的问题,提出了一种跟踪轨迹预测算法。该方法首先对被跟踪轨迹进行简单判定与分类,然后针对不同类型的轨迹,选择合适阶次的拟合多项式,采用改进最小二乘算法,对目标的未来轨迹进行预测。针对不同类型的轨迹,通过仿真确定了其合适的拟合多项式阶次;针对复杂的轨迹,通过仿真验证了预测算法的可行性;采用混合式两相步进电机系统进行实机试验,分析比较了轨迹预测效果。实验结果表明,采用轨迹预测方法,可以减小系统最大跟踪误差与跟踪延时。

基于随动控制的数字圆明园增强现实系统注册方法

针对户外复杂环境中的增强现实三维注册问题,提出一种基于随动控制的跟踪注册方法.所提出的方法通过惯性跟踪器实时获取角度跟踪数据,通过步进电机驱动高精度随动转台随动控制实景摄像机旋转,之后根据跟踪结果在虚实三维空间中建立摄像机模型,注册配准虚实摄像机的角度信息.所提出的随动控制使得跟踪器的误差不直接影响虚实叠加,降低了环境因素的影响.系统滞后和误差的实验数据分析表明所提出的方法提高了跟踪的稳定和精确性,在圆明园大水法遗址的实地应用结果证明了系统的实用性.

基于动态特性补偿的绝热加速量热仪温度随动控制优化

针对绝热加速量热仪测试反应剧烈的样品时温度传感器存在动态测量误差,导致在进行反应热力学和动力学计算中出现偏差的现象,提出一种绝热反应过程中实时在系统动态特性补偿的方法。首先采用基于集中参数的方法对绝热反应过程进行模拟仿真,分析了影响进行反应热力学和动力学参数求取准确性的主要因素,其次利用粒子群算法的全局寻优能力,得到动态补偿器参数,并将其运用到绝热加速量热仪温度随动控制算法中。最后,通过标准样品对该补偿方法进行实验测试,验证了方法的有效性,研究结果对于提高化学反应热危险性评估准确性具有重要意义。

G-M制冷机辐射屏温度随动控制

该文提出低温与超导系统温度控制新方法 -基于泛逻辑代数的温度随动控制。这是一种以低温实验为基础 ,依据概念和专家知识的泛逻辑控制 ,控制特性用一组泛逻辑代数方程描述 ,从而可以有效解决 G- M制冷机辐射屏温度的随动控制问题。该系统可应用于低温界面热阻实验和超导材料热物性测试等。温度随动控温范围为 4 0 K- 15 0 K,精度优于3K。

基于随动控制的齿轮测量方法

提出了一种两轴随动控制方法,令测头沿被测齿面切向或轴向作跟随运动,以实现齿轮齿廓和螺旋线等的测量。分析了在随动控制方式下齿轮测量过程中各参量的关系,由此建立测量齿轮螺旋线的系统模型,对该模型进行误差分析和仿真,结果表明跟踪误差小于10μm的随动控制系统能实现较高的测量精度,可替代其他齿轮测量仪器的数控系统。该方法也可测量非渐开线、非螺旋线齿面,增强了齿轮测量仪的通用性。

基于转矩随动控制的风电机组最优发电研究

提高变速变桨风电机组的能效转化率是风电机组整机设计人员追求的重要目标。大型商业化机组中,通常采用转速-转矩查表法来实现最佳叶尖速比跟踪。由于受到发电机最小并网转速与额定转速的约束,查表法在这两个边界转速上,只能采用斜率较大的过渡曲线来表征转矩与转速的对应关系,这影响了输出功率的平稳性,缩短了最佳叶尖速区,减少了机组的发电量。提出一种转矩随动发电机转速变化的风电机组最优发电控制实现方法:在全风速运行范围内,基于一个统一比例积分(PI)转速转矩控制器,根据发电机转速,动态设定输出转矩限值的方法。该方法可解决风速的不可测量性、风速变化不可跟踪性等难题,实现额定风速以下最大风能捕获的控制目标。仿真分析与现场测试结果表明,该算法具有良好的稳定性与动态性能,提升了机组的能效转化率。该控制算法逻辑实现简单,易于风电行业控制器推广,有较高的实际工程意义。

基于卡尔曼预测的外骨骼摆动腿随动控制研究

针对一种双关节驱动助力外骨骼机器人中人机交互系统所获取的传感器信息滞后于人体运动意图,从而造成执行机构无法及时跟踪摆动腿的运动,导致无法提供助力的情况,运用卡尔曼滤波算法对采集到的下肢运动信息进行运动意图预测,以弥补延时。利用采集的步态周期数据进行控制仿真实验:依据下肢外骨骼单侧腿简化的二连杆动力学模型,将预测信号输入模型,并采用PD控制验证系统稳定性和预测准确度。仿真结果表明,利用该方法可以对人体运动意图进行有效的预测,可用于驱动外骨骼摆动腿进行随动控制。

控制力矩陀螺框架高精度周期随动控制

为实现控制力矩陀螺框架伺服系统的高精度周期随动控制,采用比例积分微分(PID,Proportion Integration Differentiation)控制器结合重复控制器的控制方式,PID控制器实现框架伺服系统静态和匀速运动的高精度控制,插入式重复控制器实现对周期性输入信号的精确跟踪.对控制力矩陀螺框架系统进行了建模,设计了PID控制器与插入式重复控制器,并分析了重复控制器的稳定性条件、稳态跟踪性能和对扰动的抑制能力.仿真结果和实验结果表明:采用插入式重复控制器使控制力矩陀螺跟踪1Hz给定速度信号时的稳态跟踪误差大幅减少.PID控制器结合插入式重复控制器结构简单,两者可分开独立设计,参数设计容易.

基于单片机的随动控制系统设计

介绍了以51单片机为控制核心的数字式随动控制系统的硬件组成及软件设计。整个系统为一个三闭环的复杂多功能控制系统。其中两个模拟内环为电流环和速度环,数字外环(位置环)采用三只高精度的14位绝对式轴角编码器作为角位移传感器。该系统具有结构简单,接口功能强大,通用性强等特点,可广泛应用于负载较大的机电设备的伺服控制中。

用于随动控制的直接函数插补算法

提出一种用于随动控制的直接函数脉冲增量插补算法，适用于以参数方程表示的曲线的插补计算。由于考虑了随动控制的特点，并采用了插补误差的控制技术，该算法具有计算公式简单、函数计算次数少和插补误差可控的优点。应用实例表明，该算法可用于ＣＮＣ系统的实时插补。

基于随动控制系统的齿轮螺旋线拟合方法的研究

根据螺旋线的形成原理,以被测齿轮的螺旋线偏差为研究对象,以随动控制系统作为测量齿轮螺旋线偏差的控制方式,利用其实时跟踪测量的特点,建立被测齿轮实际螺旋线的分析模型,对其跟踪轨迹进行螺旋线拟合,以验证分析模型的准确性。实验结果表明:采用该方法能够在简化系统运动控制方式和结构情况下,有效测量齿轮螺旋线误差。

一种下肢外骨骼机器人随动控制算法的研究

随动控制算法对下肢外骨骼机器人的助力效果起着决定性的作用。根据零力控制算法及下肢外骨骼机器人的运动特点,提出了一种末端随动控制算法,并给出了算法推导过程。最后通过Matlab仿真验证了该算法的有效性。

基于TMS320F2812的可视化电机位置随动控制系统

介绍了一种可视化电机位置随动控制系统。该系统可以在计算机上显示两个电机的转角;并能够控制两个电机跟随计算机上绘制的转角曲线轨迹运行。系统采用了基于TMS320LF2812高性能DSP处理器的上下位机控制结构,给出了控制驱动电路、位置与速度检测电路和电流检测电路的设计和实现方法;设计了单神经元PID自适应伺服控制程序和上位机监控软件。运行试验证明了该系统能够完成曲线轨迹跟随任务,具有较好的实时性和精确性,为工业伺服控制提供了一种高性价比解决方案。

位置随动控制设备在线检测与故障分析

为了能够满足设备研制和生产过程中的动态性能测试和故障分析的需求,基于高性能的数字信号处理器(DSP),以C语言为开发工具,完成了具有在线检测与故障分析功能的性能测试机构的设计;并利用硬件电路的可测试性设计,检测信号的双路并行处理相互印证技术;基于UDP协议的故障报告与分析等手段,实现了故障报告的实时接收和处理,故障代码的生成和传送。试验结果表明,借助于该测试机构,能够比较及时地反映重要单元的故障信息,并实现快速准确的故障定位。