基于双驱动模型的雷达伺服控制系统设计

雷达伺服系统中天线转台需要较低的转速和较大的转矩,因此使用齿轮传动系统,但齿轮传动过程中齿隙的存在会降低伺服系统的性能。为满足雷达天线转台高性能的需求,设计并制作了基于双驱动模型的雷达伺服控制系统。首先对整个双驱系统的整体方案进行设计,阐述双电机消隙的原理,并对硬件和软件进行设计。最终通过硬件平台的搭建测试,双电机驱动伺服系统比单电机驱动伺服系统的性能有明显的提升。

基于PLC控制伺服电机实现全自动同步升降重物双闭环控制系统

利用PLC较强的控制稳定性和伺服电机的闭环控制技术,针对大型重物的升降工艺要求,使用工业现场总线作为通信协议,设计一种基于PLC控制伺服电机实现全自动同步升降重物的双闭环控制系统,详细阐述了控制系统的硬件组成、组件选型及程序设计。经过多个工程应用证明,本控制系统的性能稳定、精度高、稳定性强。

基于矢量控制技术的伺服驱动系统

针对伺服驱动系统精度低、动态响应慢、稳定性差等问题,对双绕组永磁同步电机的矢量控制技术进行了深入的研究。优化和改进控制策略、系统硬件和软件程序。提出新的解决方案,设计伺服驱动系统。搭建试验平台,对系统进行功能和性能测试。实验结果表明:系统响应速度快、稳定性强,电机的控制精度和抗干扰能力也得到了明显提高,满足系统设计需求。

有限转角无刷力矩电机设计方法研究

提出并设计了一种双余度稀土永磁有限转角无刷力矩电机 ,对该电机的基本结构进行了研究 ,给出了电磁转矩、反电势和绕组电感的计算方法 ,并进行了样机试制。样机测试结果表明 ,该电机出力大、响应快 ,可满足航空直接驱动伺服阀的要求 ,具有重要的应用前景。

基于反步法的双电机同步联动伺服系统自适应鲁棒控制

针对具有未知传动齿隙的伺服系统,采用双电机同步联动消除齿隙,分别施加偏置力矩,在系统参数未知、存在未建模动态及外界扰动的情况下,设计了基于反步法的自适应鲁棒控制器。该控制器包括基于模型参数在线估计的自适应补偿、稳定反馈和鲁棒控制三部分。通过逐步选择控制系统Lyapunov函数,使得系统闭环控制系统信号有界,且跟踪误差在任意期望的精度内。理论证明和仿真分析验证了算法的有效性。

摆扫式航空遥感器像旋补偿方法

针对航空遥感器前端扫描反射镜旋转带来的像旋,提出了一种焦平面与扫描反射镜同步旋转的消旋方法。利用矢量法对像旋的方向进行了详细计算,得出消旋方向与扫描反射镜旋转方向相反的关系,提出了一种双轴系齿轮联动、双电机伺服控制的消旋方法,该方法精度高、像旋残留少,并对轴系的回转精度、齿轮的传动精度、双电机的伺服控制精度进行了检测。检测结果表明:轴系的回转精度为0.8″,齿轮的传动精度达到34″,双电机伺服控制精度优于1′。试验结果表明,用此种方法进行消旋,像旋的残留仅为0.03 mm,经过某项目成像验证,得到的图片便于拼接应用。

双余度无刷电动机位置伺服系统仿真与试验

建立了稀土永磁(rare earth permanent magnet,REPM)双余度无刷直流电动机(dual-redundancy brushless DC motor,DR-BLDCM)位置伺服系统的位置、速度、电流三闭环数学模型,针对并联型隔槽嵌放式DR-BLDCM的结构,采用磁感应强度波形分析方法,得到了该电机在每极每相槽数q=1时的每相自感和相间互感的计算公式,并给出了在q=2和q=3时的自感和互感的参数修正关系。在Matlab/Simulink环境下,构建了基于Matlab的系统仿真模型,采用一种实用的正弦波消顶方法,即用消去顶部的正弦波来代替梯形波,减小了系统仿真过程的计算量。通过对DR-BLDCM位置伺服系统实际参数的动态性能仿真,得到了位置伺服系统阶跃响应和频率响应曲线。仿真曲线与DR-BLDCM电动舵机实际系统试验结果一致,从而验证了DR-BLDCM自感和互感算法及此类系统模型的有效性。

基于转速差调节和模型预测控制的双电机伺服系统消隙控制

针对双电机伺服系统,提出一种基于转速差调节和模型预测控制的消隙控制方法。该方法将偏置力矩的施加转换为转速差调节,并利用转速差调节器对双电机进行消隙协调控制,利用模型预测控制提高系统的控制性能。首先,分析了双电机伺服系统结构及其工作原理;然后设计了基于转角输出跟踪误差的转速差调节器和基于双电机伺服系统简化模型的模型预测控制器。最后,通过仿真实验验证了该控制方法能够有效地提高双电机伺服系统的响应速度及控制精度。

双电动机电伺服同步驱动实验系统设计

设计了一种基于工业PLC的双电动机电伺服同步驱动教学实验系统。该系统融合了"等同式"同步算法、内外闭环控制理论、电伺服驱动技术、PLC控制技术、旋转编码器技术、现场总线技术和机电传动与控制技术,具有结构紧凑和机电一体化集成度高的特点,既可以完成机电传动控制实验、位移传感器技术实验和PLC控制实验等基础性教学实验,还可以实施现场总线实验、电伺服控制实验和双电动机电伺服同步控制实验等高科技水平的进阶型教学实验,具有一定的创新性和先进性。

双直线电机伺服系统动态同步进给的鲁棒H_∞控制

以两台直线电机作为高速度、高精度龙门移动式镗铣床的龙门柱纵向进给的传动机构为应用背景,采用直接传动方案,对同一直线伺服系统内双位置环间的动态同步进给控制问题进行了研究.基于H∞控制理论设计了一个同步传动控制器,通过对电流环进行补偿控制提高响应速度实现动态同步进给来保证系统的同步精度;由IP位置控制器来满足位置系统跟踪性能要求.仿真结果表明了所设计方案的合理性和有效性.既保证了闭环系统的鲁棒稳定和具有好的跟随性能,又抑制了模型摄动及外部干扰对系统的影响,保持了系统的鲁棒性能.

基于ARM的危险作业机器人机械臂控制系统设计

针对高危险作业机器人工作环境的复杂性和作业任务的高难度,设计了机器人双关节机械臂控制系统。系统采用ARM处理器,由光电编码器采集速度和位置信息构成双闭环控制,从而使机械臂完成期望的运动轨迹,系统增加了电流内环反馈,提高了系统的响应速度。

精密直驱龙门系统的交叉耦合互补滑模控制

针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)易受系统存在的端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的影响,建立含有不确定性因素的直线伺服系统的动态模型。为了使系统实现高精度强鲁棒性的位置跟踪性能,设计基于CCC和CSMC的双直线电动机伺服系统。利用CSMC对系统不确定性因素不敏感和抖振小的优点,来保证双直线电动机伺服系统中单轴的位置跟踪精度;并将CCC引入到双直线电动机伺服系统中,消除了双电动机之间存在的耦合,进而减小了系统的位置同步误差。系统实验结果表明,该控制方法具有快速的跟踪性和较强的鲁棒性,能够满足高精度强鲁棒性的实际加工生产需求。

双臂机器人动力学建模与伺服系统控制

针对双臂机器人的手臂运动控制问题,研究了其动力学建模与伺服系统控制算法。首先,对其双臂机械结构进行了分析,总结了各个关节对机器人末端位姿的影响,并且简化了动力学方程更利于实现。其次针对简化后的模型参数采用最小二乘法辨识,最后通过仿真和系统实验,验证动力学计算结果的正确性。再次由机器人动力学和电机动力学建立关节转矩模型进行关节转矩力控制;最后讨论了交流永磁同步电机的建模和控制问题。经过验证简化后的模型一方面等效于直流电机便于设计控制器,另一方面可用于机器人关节转矩控制。

旋压机床同步伺服进给控制的研究

同步控制在机电系统中得到越来越广泛的应用。针对强力数控旋压机床的同步控制问题,研究了双电机驱动同步控制系统。对伺服进给系统的数学模型进行了详细分析,选用了一般主从控制方式和偏差耦合控制方式,并从转速同步和转矩均衡两方面对控制方案进行了详细介绍。安装调试结果表明:此控制方案具有响应速度快、动态过程同步误差小的优点,不仅满足了高精度同步控制的要求,也提高了控制系统的安全系数。

基于容错双余度电机的舵控系统设计

为满足无人机系统对高可靠性舵控系统的需求,详细分析了双余度电机和容错电机的绕组配置结构,研究了容错双余度电机绕线配置结构,并对其驱动电路进行了深入研究;对电机及其驱动电路的故障种类、现象、检测和隔离方法进行了分析与试验。试验结果表明了该设计的正确性,满足舵控系统的需求。

双余度机电作动伺服系统数学模型与特性

机电作动器作为飞行控制系统之伺服作动器具有体积小、功率密度大的优点,而双余度永磁无刷电机作为机电作动伺服系统的动力源提高了伺服作动系统工作的可靠性。通过对不同的系统工作模式与双余度永磁无刷电机结构特性的比较,建立了双余度伺服作动系统数学模型。详细分析了双余度永磁无刷电机电磁转矩纷争产生的原因,提出了以数据链交叉反馈及均衡算法抑制转矩纷争的方法。理论分析及实验证明,该方法能消除余度电机间转矩纷争现象;系统频带宽3Hz,满足多电以及全电飞机电力作动系统的要求。

双伺服电机同步驱动大型回转部件的仿真与分析

文章以一种屏压机的转台及其传动机构为研究对象 ,为确保该大型回转部件的运动精度和平稳性 ,采用以双伺服电机同步驱动取代传统的液压伺服驱动的设计方案。为了在设计阶段对其动力学性能进行分析与预测 ,首先通过三维CAD软件进行机构的三维实体建模和虚拟装配 ,然后对机构进行了多刚体动力学仿真分析 ,并且对多种驱动方案进行仿真与分析 ,为今后的设计与生产提供必要的参考。

采用自适应滑模变结构控制的精冲机双驱动协调控制系统

针对机械伺服高速精冲机在双电机联合驱动过程中运动不协调的问题,提出了一种基于自适应滑模变结构控制的双电机协调运动控制策略。将滑模变结构控制引入伺服电机运动控制中,并利用模糊算法对滑模控制参数进行优化,在提高系统鲁棒性的同时降低抖振。不同于传统动力学分析中将传动系统结构简化为刚体,对精冲机建立了刚柔耦合的传动系统动力学模型。仿真结果表明,提出的控制策略可使主电机在冲压阶段提供冲裁力,使副电机通过肘杆连接实现滑块空程阶段的快速回程,满足精冲机的设计和使用要求。

双余度机载永磁无刷直流伺服系统转矩均衡性

电动静液压作动器(EHA)作为飞行器舵机集成一体化作动系统具有体积小、功率密度高的优点,EHA以双余度稀土永磁无刷直流伺服系统作为执行机构提高了舵机工作的可靠性。通过对不同类型的余度运行模式与双余度电机结构特性的比较,确定了系统的拓扑结构。详细分析了双余度电机电磁转矩纷争产生的原因与后果,提出了以位置交叉反馈与分段线性插值消除转矩纷争的方法。实验证明,该方法易于工程实现,能消除余度间转矩纷争现象。系统带宽5Hz,满足现代飞行器作动系统的要求,在未来功率电传的飞控系统中具有应用前景。

双电机驱动精密二维测试转台伺服系统设计与实现

论述了用于雷达天线测试的某精密二维转台的伺服系统设计原理及关键技术。在设计中实现了基于80C196和EPLD的双电机驱动控制系统,以提高转台方位定位精度,同时数字化的设计方法也大大提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的人机界面优势和可扩展性。该转台已应用于微波暗室雷达天线测量,长时间使用证明系统实用、可靠。