双PSD工业机器人标定系统多目标位置控制研究

为了快速、精确、低成本的实现工业机器人的标定,设计了基于双PSD(位置传感装置)的工业机器人标定系统,激光束校准是该标定系统的关键问题,需要控制固定在工业机器人末端执行器上的激光指针,使得激光束照射在一个PSD中心,并反射到另一个PSD中心,针对此多目标位置控制问题,在建立激光束校准模型的基础上,运用H∞控制理论设计了H∞控制器,通过在线预估工业计机器人坐标系与PSD坐标系之间的变换矩阵,快速实现激光束校准,并通过实验验证了该H∞控制方法的可行性和有效性。

基于双CPU+PSD的电外科控制器的设计与研究

设计了一种基于双CPU+PSD的电外科手术仪控制器。该控制器采用直接数字频率合成技术产生频率和脉宽可调的输出波形;通过共享RAM实现主、从处理器的并行运行;设计了输出电流、电压双反馈电路,根据反馈电流及电压信号,检测功能有效地控制输出能量的大小;利用增量式PID算法实现恒流、恒压及恒功率控制。通过在某高频电刀上的试验表明,系统具有较高的输出精度。

基于马尔可夫链的双随机PWM技术研究

开关功率变换器中应用双随机调制技术能有效地减小传导EMI,改善系统电磁兼容性,但引起了变换器输出电压脉动增加,精度降低。本文构建了两个独立的马尔可夫(Markov)状态转移概率矩阵,并将其引入到双随机调制技术中,建立了基于Markov链的双随机调制DC/DC变换器系统仿真功能模块。由系统仿真提供的结果表明,双随机调制方式中引入马尔可夫链,在不影响连续功率频谱特性的前提下,能有效地改善变换器的输出电压精度。

二维PSD非线性修正技术研究

本文在总结前人研究成果的基础上,提出适用于非均匀网格的二维PSD离散标定误差修正方法,即改进型双二次插值算法。该算法对双二次插值的系数函数做了修正来适应实际的非均匀网格。测试结果表明经补偿后在PSD中心1 mm范围内示值误差小于2μm。同时,该算法具有和MATLAB内置的双调和样条插值相同的补偿精度甚至更高,但是相对更简单。

机器人标定系统自适应控制器研究

为了降低非线性系统自适应控制器设计的难度,提出通过运动分解减小非线性方程维度的方法设计相应的自适应控制器。将机器人末端执行器的运动分解为平移运动和旋转运动,让机器人末端执行器上的激光器通过先平移后旋转的方式使激光光斑分别趋向于PSD1和PSD2的中心。通过运动分解减小非线性方程的维度的方法,降低了控制系统数学方程的复杂度。为验证用所提方法设计控制器的有效性,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真环境,对标定过程进行仿真分析。仿真结果表明:所设计的控制器可使机器人运动更迅速、稳定地实现控制目标。

机器人标定系统稳定性研究

机器人标定是影响离线编程精度的关键因素之一。与传统的工业机器人标定方法相比,基于双PSD的标定方法能为准确地标定工业机器人关节零位偏差提供一种更有效的方法。在机器人基坐标系和PSD坐标系的空间关系未知时,双PSD标定系统稳定性要求严格的数学证明。通过设计一个基于Lyapunov函数的自适应算法,可以在线估计出机器人基坐标系和PSD坐标系之间关系;并证明了激光光斑能够稳定到双PSD平面上的理想位置,理论最终被仿真实验所验证。

双脉冲发动机软隔层材料性能表征及数值分析

为使双脉冲发动机软隔层在指定位置打开,应用断裂力学理论,设计了一种新式的粘接式软隔层结构。通过力学实验,获取了EPDM材料本构参数和粘接层的断裂力学参数,对力学实验进行了有限元仿真计算和反演识别,验证了有限元分析的可行性。采用显式动力学的方式,模拟了粘接式软隔层的承压打开过程。仿真结果表明,软隔层在打开过程中未达到破坏应变,隔层可在预定粘接层处安全打开,打开所需时间仅4.75 ms。研究结果可为发动机软隔层的设计提供参考。

基于双离子注入法的新型PSD结构

在分析半导体光电位置敏感探测器(PSD)传统结构的基础上,采用双离子注入方法,研究一种新型的PSD结构.这种新型结构通过在N型硅衬底分别注入一种高剂量、低能量的硼离子和另一种高能量的硼离子形成,离子注入后在1 050℃扩散炉中氧气保护退火2h,形成浅和低掺杂的PN结.实验结果表明,新型PSD结构可获得较高的位置分辨率、较小的响应时间误差及非线性.

Improving power system dynamic performance using attuned design of dual-input PSS and UPFC PSD controller

The objective of this work is the coordinated design of controllers that can enhance damping of power system swings. With presence of flexible AC transmission system （FACTS） device as unified power flow controller （UPFC）, three specific classes of the power system stabilizers （PSSs） have been investigated. The first one is a conventional power system stabilizer （CPSS）; the second one is a dual-input power system stabilizer （dual-input PSS）; and the third one is an accelerating power PSS model （PSS2B）. Dual-input PSS and PSS2B are introduced to maintain the robustness of control performance in a wide range of swing frequency. Uncoordinated PSS and UPFC damping controller may cause unwanted interactions; therefore, the simultaneous coordinated tuning of the controller parameters is needed. The problem of coordi- nated design is formulated as an optimization problem, and particle swarm optimization （PSO） algorithm is employed to search for optimal parameters of controllers. Finally, in a system having a UPFC, comparative analysis of the results obtained from application of the dual-input PSS, PSS2B, and CPSS is presented. The eigenvalue analysis and the time-domain simulation results show that the dual-input PSS ＆ UPFC and the PSS2B ＆ UPFC coordination provide a better performance than the conventional single-input PSS ＆ UPFC coordination. Also, the PSS2B ＆ UPFC coordination has the best performance.