基于预设性能函数的机械臂快速无超调拟人运动控制算法

为保证机械臂在与人互动过程中的安全性,实现无超调的快速响应,文中对传统PID控制进行改进,引入预设性能控制,提出了一种机械臂快速无超调拟人运动控制算法.该算法以PID控制为基础,利用预设性能控制令控制误差的收敛速度及超调量满足预先设定的条件,同时把控制误差收敛到一个预先指定的比较小的区域内,从而实现对系统稳态及动态性能(包括超调量和收敛速度等)的控制.空间三关节机械臂的仿真分析表明,所提出的预设性能PID控制与传统PID控制相比,具有响应快、无超调等优点,比较适合机械臂的拟人运动控制.文中最后通过四自由度Dobot机械臂的样机实验分析验证了所提算法的有效性.

摆式列车倾摆伺服系统控制问题的研究

针对摆式列车伺服倾摆系统的特点 ,设计了一种模糊 PI复合模式的伺服控制系统。仿真研究表明 :该以模糊控制技术为核心的复合控制策略 ,可实现伺服倾摆系统动态响应快、无超调、无静差的要求 。

圆筒型永磁同步直线电机大行程无过冲纳米定位驱动

为减少圆筒型永磁同步直线电机(TPMSLM)在直接驱动方式下的电磁扰动对纳米定位的影响,研究了TPMSLM定子与动子偏心安装的驱动模式,用于改变TPMSLM内部空间磁场分布,使包含电磁扰动的轴向电磁推力得到有效衰减,同时产生包含电磁扰动的径向电磁力,当两者与导轨摩擦阻尼共同作用时,可实现对电磁扰动的有效吸收.针对TPMSLM定位过冲,研究了变系数PI控制算法,用于实时改变系统的动静态驱动特性,达到对大行程驱动和纳米定位驱动的最佳控制.实验表明,TPMSLM偏心驱动模式及变系数PI控制算法能较好地满足大行程无过冲定位驱动和稳态定位波动小于10 nm的要求.

多模式精密脉冲电镀电源系统设计

针对现有脉冲电镀电源输出脉冲电流波形不稳定,脉冲电流精度不高,难以满足零件精密电镀需求的问题,设计了一种基于MCU(Microcontroller Unit)和FPGA(Field Programmable Gate Array)体系结构的多模式精密脉冲电镀电源。本电源系统的设计基于全触摸屏操作,提供了便捷的人机交互,可实现关键脉冲电参数的任意设置和调节;提出了在脉冲间隙进行电压调控及自适应动态调节占空比的控制策略,实现了对脉冲电流幅值的任意且稳定地调节,且输出的脉冲波形平滑稳定;提出了桥式MOSFET脉冲产生电路设计及多模式脉冲产生控制算法,实现了多种模式的脉冲波形的可靠输出;提出了基于FPGA和AD7985的高速高精度的数据采集系统,实现了对电流和电压的实时、高速采集。本电源可满足输出脉冲无过冲,无振铃,电流精度达到10 mA以内的要求。基于该脉冲电镀电源,测试和分析了不同模式、不同电参数的脉冲波形特点,并且进行了铜基试件的电镀金实验,制备的镀金层致密性好、晶粒尺寸小,可有效满足精密电镀需求。

永磁同步电机两种工作模式的切换控制策略

电动汽车有巡航模式和非巡航模式2种行驶工况,相应的车用驱动电机有转矩模式和转速模式2种工作模式。首先,针对传统PI速度调节器会使驱动电机转速出现超调和波动问题,通过采用主动阻尼二自由度PI转速调节器实现了电动汽车巡航模式下的无超调控制,改善了车辆乘坐的舒适性;其次,针对驱动电机2种工作模式的切换问题,采用零转矩模式的切换策略作为驱动电机2种工作模式的过渡,实现了驱动电机2种工作模式的有效切换。仿真分析结果表明:所提策略可以有效实现电动汽车的无超调控制,以及驱动电机2种工作模式的有效切换。电动汽车的无超调控制策略及驱动电机的零转矩模式切换策略具有一定的实际应用价值。

一种适用于电源系统的无过冲软启动电路

提出了一种适用于快速响应电源管理系统中的软启动电路。该电路利用运算放大器钳位反馈原理,实现了平稳无过冲的软启动切换。基于0.25μm BCD(双极型晶体管、互补型金属氧化物场效应管及高功率双扩散半导体场效应管集成技术)工艺,对所设计电路进行了仿真验证。仿真结果表明,该电路在–40^+125℃的温度范围内都能够实现稳定的软启动切换。结合系统整体仿真结果分析,本电路的性能达到了使电源系统稳定启动的预期目标,可用于对响应速度要求较高的避雷器监测系统。