Intelligent Control Algorithm of PTZ System Driven by Two-DOF Ultrasonic Motor

It is difficult for the traditional pan-tilt-zoom(PTZ)system driven by electromagnetic motor to meet the growing demand for video surveillance system.The key challenge is high positioning accuracy,high dynamic performance and miniaturization of the PTZ system.Here a PTZ system driven by two degree-of-freedom obeliskshaped ultrasonic motor with single stator is presented,and its intelligent control algorithm is studied.The structure and driving mechanism of the presented PTZ system are analyzed by both simulation and experiment.To solve the complex nonlinear factors,e.g.time-variation,dead zone,the fuzzy PID control algorithm and the variable gain cross-coupled control strategy are combined to improve the control performance.The results show that the proposed algorithm has faster response,higher precision than traditional control algorithm,and it also has a good robustness to prevent the effect of interference.

基于模糊PID的超声电机控制

针对超声电机特殊的工作原理,选定驱动电压作为其速度控制变量,为了解决超声电机非线性和建模复杂的问题,提出把传统PID结构简单、稳定性好的优点与模糊控制响应快、易实现的优点结合起来,设计基于DSP56f801的模糊控制器,实现对超声电机的速度控制。仿真结果表明,该方法调节精度较高,动态响应好,跟踪性能良好。

基于电压调节的行波超声波电机转速模糊PID控制

针对超声波电机的时变非线性,给出了基于模糊逻辑的PID控制参数在线自适应校正方法。模糊规则设计中充分考虑了超声波电机转速控制的特殊性。采用驱动电压幅值作为控制量,实现了该控制方法。实验表明,控制性能优于PID控制器。

基于模糊免疫PID的超声电机控制

超声电机系统内在的非线性和强耦合性等特点,很难建立其适合于控制的非线性数学模型,传统的PID方法难以得到满意的控制效果。根据输入输出电压关系,利用非线性最小二乘法对通过实验获得的超声电机的频率响应数据进行参数识别,建立了超声电机的数学模型。提出了一种新型的基于模糊规则的模糊免疫PID控制器,这种方法可以在线调整PID参数来适应不同情况下的超声电机运行。通过MATLAB仿真和以TI公司的TMS320F2812 DSP为基础进行的实验表明,辨识法建立的数学模型比较准确,模糊免疫PID控制在超声电机的实时控制中取得了较好的实验效果,跟踪性能良好,具有较好的动态和静态性能。

超声电机直驱的电动物镜控制方法

针对超声电机直接驱动的显微镜物镜为满足系统整体结构紧凑、快速和准确定位的需求,采用小型光电耦合器设计了位置检测传感器,配合遮挡片实现了物镜位置和物镜转换器运动方向的检测。采用传统比例-积分-微分控制(proportion-integral-derivative control,简称PID)和模糊控制提出了并行切换控制策略,将两者结合建立了宏微相融合的预测控制方法,实现了物镜转换器的高精度、快速切换控制。在嵌入式控制系统中实现了所设计的控制算法和策略,并进行了物镜自动切换控制实验。实验结果显示,采用笔者提出的定位结构和控制方法,电动物镜转换器的重复定位误差小于0.015°,定位时间小于3s,满足自动显微镜系统中对电动物镜转换器重复定位精度的要求。

基于DSP双模控制的超声波电动机电源

从超声波电动机对驱动电源的要求出发,提出了一种基于DSP的PID-FUZZY双模控制方法,并给出了与之对应的超声波电动机电源的设计思路及其详细电路。试验表明,该方法辨识能力强、稳态精度好,具有较大的应用价值和推广价值。

超声电机驱动的目标视觉跟踪系统设计与实现

设计了一种超声电机驱动的目标视觉跟踪系统。该系统通过对摄像头采集到的图像进行处理,对目标进行识别、提取其位置信息,在此基础上,利用模糊—PID控制方法经超声电机控制摄像头的偏转角对目标进行实时跟踪。实验结果表明:对超声电机采用这种复合控制的方法可以使跟踪系统获得较好的控制性能,其跟踪的快速性达到约0.2 s,精度在±6mm以内。