Open-plus-closed-loop control for chaotic motion of 3D rigid pendulum

An open-plus-closed-loop （OPCL） control problem for the chaotic motion of a 3D rigid pendulum subjected to a constant gravitationM force is studied. The 3D rigid pendulum is assumed to be consist of a rigid body supported by a fixed and frictionless pivot with three rotational degrees. In order to avoid the singular phenomenon of Euler＇s angular velocity equation, the quaternion kinematic equation is used to describe the motion of the 3D rigid pendulum. An OPCL controller for chaotic motion of a 3D rigid pendulum at equilibrium position is designed. This OPCL controller contains two parts： the open-loop part to construct an ideal trajectory and the closed-loop part to stabilize the 3D rigid pendulum. Simulation results show that the controller is effective and efficient.

基于Motion Control的开放式数控系统的研究

传统数控系统专业性强、可扩展性差和联网通讯能力弱 ,不能适应现代柔性制造和网络化加工的要求。本文采用MotionControl运动控制卡加工业PC机的硬件结构 ,并以COM (componentobjectmodel)技术的模块化编程方法构建了一个开放式的数控系统。最后给出了一个应用实例。

“三教改革”背景下教学设备的自主开发与应用--以运动控制系统实训装置为例

为推进“三教改革”落地实施,破解实训项目难以跟随技术发展变化的问题,对接“1+X证书”技能等级标准,把企业实际项目进行研学转化,设计出一种具有电气控制盘开放、控制系统可选择、执行机构可拼装、末端执行器可互换可升级的运动控制系统实训装置。这种教学实训装置的开放性和灵活性,为教学设备提高复合利用率、降低报废率、设备长期保持技术先进性提供了一种新方法;为机电一体化系统设计类岗位个性化的技术训练以及职业素养养成训练提供了一种“教法改革”新思路,设备研发过程中对于职业院校教师技术能力提升也提供了一种“教师改革”新途径。

侧面爆破粉尘时空分布模拟分析

从开放性细颗粒物污染治理角度出发,建立建筑物拆除爆破产尘的几何计算模型,运用计算流体力学(CFD)工具,对给定环境风速下的建筑物周围压力场和速度场进行了模拟分析,并对侧面折叠爆破粉尘按R-R(Rosin-Rammler)分布,使用气流-粒子双向耦合的DPM模型研究了爆炸粉尘的时空分布。结果表明,下风侧因建筑物存在导致风速、压力急剧变化而产生涡流,涡流是影响爆破粉尘时空分布的关键因素之一。在时间上,爆破粉尘有气流拖曳运动状态和扩散态;在空间上,因重力作用致下部空间的粉尘浓度较大。

超低温内喷式数控铣床开放式数控系统开发

传统数控加工系统难以满足超低温灵活加工的试验需求,通过研发开放式数控系统以兼容更加多样的加工条件。基于“工业计算机(IPC)+PMAC”架构开发了超低温内喷铣床的开放式数控系统,并在数控系统中开发了G代码运动控制功能,实现了液氮调控功能。在机床上进行的运动精度测试结果表明,开发的开放式数控系统及相关功能满足超低温加工需求。

露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究

露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈的露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制系统。横向控制以线性二次型调节器(LQR)为基础,运用前馈控制器降低稳态误差,采用模糊控制器实现自适应调整预瞄距离,以提高路径跟踪控制精度;纵向控制建立分层反馈式纵向速度控制器,分别采用模型预测控制和模糊PID反馈控制,并建立车辆驱动及制动逆向模型,降低自卸车载质量与道路坡度改变对纵向速度追踪的影响。仿真结果表明:(1)车辆实际速度和期望速度误差在2%以内,说明自卸车在空载下坡与满载上坡2种工况下的速度跟踪效果能够满足要求。(2)由于横-纵向协同控制能够针对路径曲率的不同实时调节车辆速度,在2种工况下,自卸车横-纵向协同控制器相比于单一横向控制都获得了更高的路径跟踪精度,同时也提高了自卸车的操纵稳定性。实验结果表明:(1)空载下坡时的横向误差峰值为0.0199 m,方向误差峰值为0.1840 rad,误差增大均发生在弯道处,但误差波动范围较小,能够保证试验车对期望路径的跟踪。(2)负载上坡时的横向误差峰值为0.0168 m,方向误差峰值为0.0714 rad,误差变化趋势与空载下坡试验相反,但误差仍在合理范围内,试验车的跟踪效果良好。(3)2个误差峰值均小于空载下坡试验,验证了不同速度对横向控制精度的影响规律。

基于现场总线的开放式数控系统的设计与实现

在传统基于模拟接口数控系统体系结构分析和研究基础上,针对现场总线的特点及开放式数控系统的要求,设计并实现了一种基于现场总线的开放式数控系统.首先分析传统数控系统存在的问题,引入现场总线MECHATROLINKⅡ,进行方案设计与分析,将传统数控系统体系结构中的插补运算分离,粗插补运算在上层运动控制器中实现,精插补运算封装在底层总线驱动器通过构建线程调度函数实现,上层与底层之间通过共享缓冲区与环形缓冲区进行数据交换.重点阐述MECHA-TROLINKⅡ总线在开放式数控系统的应用研究,探讨体系结构的改变对系统的控制精度、资源消耗等性能的影响.最后利用该系统加工出了一种复杂工件,实验对比及数据分析证明了这种新系统的优越性.

方兴未艾的开放式运动控制技术

开放式运动控制作为新一代数控系统的关键技术，近年来得到了迅速发展。开放式运动控制器市场的迅速扩大，给我们带来了新的机遇和挑战。本文简要分析开放式运动控制技术的工作特点和应用范围，并提出开展运动控制技术研究的建议。

由开放式CNC构筑网络制造系统

网络制造给制造业这一传统行业带来了全新的发展 ,并且越来越显示出它的优越性 ,尤其适合我国的国情。讨论了现代网络制造技术及支持它的开放式 CNC;分析了开放式 CNC的软硬件结构及由它构筑网络制造系统的方案 ;阐述了网络制造系统在我国的发展与应用 ;

开放式CNC与现代运动控制技术的发展

讨论了现代运动控制技术的特点。介绍了基于PC的开放式数控系统 ,以及一些集中体现了现代运动控制技术的产品。

开放式数控系统人机界面的设计

人机界面是数控系统各种应用程序的操控平台,设计一个界面简洁,操控方便的人机界面,是构建开放式数控系统的重要内容,文章通过一个采用C++Builder编程语言构建基于固高GT400运动控制器的开放式数控系统人机界面的实例,论述了界面的显示方案规划、界面设计过程及坐标运动轨迹的实时显示方法等,着重讨论了设计过程中界面与主要功能模块文件的衔接方法。调试表明:所设计的人机界面具有操控方便、界面清晰、可靠性高,满足了两坐标数控系统的要求。

基于运动控制器的开放式数控系统研究应用

针对开放式数控系统 ,列举了目前已经出现的几种模式 ,并对基于PC +运动控制器的开放式数控系统模式进行了进一步的分析研究 ,并以PMAC的运动控制器进行了实例应用 ,为同类应用研究提供了有效的途径。

异型玻璃外廓检测及磨边加工技术的研究

在仿形原理的基础上,提出了一种异型玻璃外廓尺寸的检测方法,通过旋转运动与直线运动结合,将传感器采集信息进行数据处理和坐标变换后,获得待测异型玻璃外廓的尺寸,为外廓磨边加工的进行提供精确的运动轨迹。在此研究基础上,采用基于PC开放式数控方式,实现对异型玻璃外廓检测和磨边加工运动控制,并结合实际应用,从硬件设计、软件设计两个方面介绍了基于翠欧开放式运动控制器的异型玻璃外廓检测及磨边加工系统,最后进行了试验验证。

四自由度绘图机器人的控制系统设计

介绍了一种自主研发的四自由度机器人的机械本体及在绘图工作中的应用,并以绘制六边形为例,设计了基于PC机+人机界面(触摸屏)+TR IO运动控制器的开放式控制系统。完成了控制系统硬件结构的搭建和软件程序(包括TR IO程序、触摸屏操作界面)的设计。并根据运行结果对机器人的可靠性、稳定性、精度等进行了分析。结果表明:该机器人性能可靠、稳定、精度满足设计要求。

开放式运动控制器技术现状与发展趋势

针对开放式运动控制器的需求背景出发,系统地分析了国内外开放式运动控制器研究现状、特点及局限性,并提出了下一代开放式运动控制器的技术特征与发展趋势。

基于Labwindows/CVI的开放式运动控制系统的研究

很多传统运动控制系统存在结构封闭、功能单一等问题。针对这些问题,分析了各种开放式运动控制系统的特点,并设计了一种基于运动控制卡的开放式运动控制系统。该系统选用Lab-Windows/CVI作为上位机系统软件平台,PCL-839运动控制卡作为下位机,实现对步进电机的精确控制。运行结果表明,该系统能够很好地满足现代运动控制系统的要求,而且系统硬件、软件都实现了对用户的最终开放,提高了系统可维护性和可操作性。

高性能运动控制在数控系统中的应用综述

分析了在高速高精度加工中设计高性能运动控制器时存在的问题及面临的挑战 ,评述了高性能数控系统运动控制器设计方法的发展现状 。

采用Trio运动控制器的搬运机器人控制系统研究

介绍一种自主开发的三直角坐标机器人机械结构及其可实现的功能。针对机器人所完成的货物搬运过程与动作,研究开发一种开放式控制系统。该系统采用运动控制器+PC机+触摸屏结构,其中,Trio公司的Euro205X型运动控制器为控制系统核心部件,保证了PC机软件程序对机器人硬件本体的控制作用及触摸屏的离线控制功能。各种传感器的使用,提高了系统的运动与控制精度。实验表明,该机器人工作稳定可靠,性能、精度均能满足设计要求,为实验室机器人的进一步研究奠定了基础。

基于运动控制器的开放式数控系统设计

为了研究数控机床的动态特性,改善数控系统的运动控制精度和误差补偿方面的不足,设计了一种开放式数控系统。该系统以工控机为上位机,开放式运动控制器为下位机。设计中将运动控制器置于开环控制模式,并通过上位机完成运动控制系统设计。系统运行于具有高实时性的DOS操作系统下,具有开放式控制系统内核,可以采集编码器以及光栅尺等信号用于系统分析。实验结果证明了该系统的可靠性、实时性和稳定性。

基于PC的开放式数控系统研究

传统的计算机数控(CNC)系统大多采取封闭式设计,产品的彼此不兼容使得数控系统难以进行结构的改变和功能的扩展。开放式数控系统解决了这一问题,已经成为当前CNC技术发展的必然趋势。本文介绍了开放式数控系统的产生和发展,对基于PC的开放式数控系统结构进行了概述。探讨了以PC机和运动控制卡为基础构建开放式数控系统硬件平台的方法,并讨论了基于W indows 2000的数控系统软件结构。