采用MSP430的舵机控制系统设计及实现

航空电动舵机是飞行器控制系统的关键组成部分,为航空舵机设计高性能的控制器具有重要意义;针对航空舵机,设计并实现了一种采用MSP430单片机的稀土永磁无刷直流电机的舵机控制系统;提出系统的复合伺服控制策略并设计了控制系统结构;设计硬件与软件系统实现复合伺服控制并进行随动实验测试,实验结果显示系统跟踪误差小,无超调量和静态误差,表明系统具有很好的稳态和动态特性,控制效果良好。     

模糊自抗扰控制在永磁同步电机调速系统的应用

针对直接转矩调速系统中PID控制器参数鲁棒性差,调速过程中磁链和转矩脉动大的问题,设计了一种基于模糊的改进自抗扰转速控制器;自抗扰策略代替传统的PID控制方法,模糊规则对自抗扰控制算法进行简化,减少待整定参数;与传统的PID控制方法相比,模糊自抗扰控制能提高调速系统的误差估计补偿和抗干扰能力;对比仿真结果,模糊自抗扰控制响应速度快,明显降低了系统在调速过程中的磁链和转矩脉动,表明模糊自抗扰控制具有良好的控制性能,验证了该方法的有效性。     

基于螺旋算法的桥吊时变滑模控制器设计

针对桥吊防摇定位控制中普遍存在的参数变化和摩擦等不确定性扰动以及滑模变结构控制的抖振问题,基于LuGre摩擦力模型和桥吊的动力学模型,采用基于螺旋算法的二阶滑模控制技术,提出了一种基于螺旋算法的时变滑模控制方法;该方法首先利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段无鲁棒性的问题,然后采用螺旋算法抑制了桥吊运行过程中存在的不确定性扰动,并且使得控制律为连续信号,从而有效抑制了抖振;利用李雅普诺夫方法证明了该控制器全局稳定性,并保证其有限时间内收敛特性;仿真结果表明了控制方法的有效性。     

反应堆保护系统AC160平台商品级物项适用性确认过程的探讨

用于核安全场合的设备传统做法是从核级供应商采购模拟设备或数字化设备,美国核电业界在合格核级供应商数量不断减少的情况下,逐步开始使用商品级物项适用性确认方法(CGD),把成熟商品级产品用于核安全领域;商品级数字化仪控设备因内嵌软件,CGD方法与传统模拟设备略有不同,软件的CGD包括评审开发过程的软件配置项控制、验证和确认活动以及测试活动等要求;文章综述了美国核法规规定的核安全设备的相关要求和NRC对于数字化设备CGD的接受方法和准则,并重点介绍AP1000保护系统AC 160平台的CGD实施过程和方法,有助于国内数字化仪控设备供应商的CGD工作的开展。      

水下声音网络中基于簇的按需时间共享MAC协议

水下声音网络中基于调制解调器的商用系统具有传输率低、前同步码长两大特征,严重降低了媒介访问控制协议(MAC)的性能;针对上述问题,分析了调制解调器特征对当前水下声音网络两种主流MAC协议(随机访问MAC,握手MAC)的影响,提出了一种基于簇的按需时间共享MAC协议(COD-TS);该协议采用簇技术实现了局部调度和按需响应特性;文章首先给出单跳网络的COD-TS协议的含义,提出相应的吞吐量模型;然后,实现方案多跳场景的扩展;仿真结果表明,相比于已有的Slotted ALOHA和RTS/CTS等协议而言,本文方案的吞吐量更优。     

基于机器视觉的数字化仪表字符识别

针对工业生产中测试仪表显示数据的自动识别问题,提出一种基于机器视觉的数字仪表数据识别方法;文章方法利用图像获取、图像去噪、阈值分割、光学字符识别等技术有效远程识别LCD/LED显示的数字信息。通过实验验证,该系统能远程实时识别具有LCD/LED显示的数字化仪表的显示数据,识别率能达到99%以上,并且能够实现超限报警及数据保存功能。     

一种舰船水下电场信号采集与分析软件设计与实现

舰船水下电场及防护技术是近几十年才被提出的新技术,对舰船水下电场的精确测量是开展各项研究的基础;针对舰船模型水下电场测量过程中采集信号精度要求高,实时性要求高,多路信号同时采集等难题,采用并行处理和模块化设计的思想,利用C++小1builder6.0和matlab软件,开发了一套舰船水下电场数据采集和分析软件,实现了舰船模型运动过程中水下电场的自动采集,并能对测量得到的舰船电场数据进行基本分析,存储相关结果文件;通过舰船模型水池运动实验,验证了本软件采集数据和电场特性分析的正确性。     

基于FPGA的对击锤力能参数测量仪设计

为实现在锻造生产中对击锤打击能量、打击力等力能参数的测量,设计了一种基于FPGA与USB2.0的四通道、高速同步数据采集系统;硬件采用两个压电式加速度传感器和两个位移传感器,FPGA选用Altera公司的EP2C5Q240I8,通过对打击过程中524 ms内的加速度和位移数据的采集,计算出力能参数,并通过USB2.0将数据实时上传到PC机进行处理;重点介绍系统硬件电路设计、USB2.0控制逻辑和FPGA内部状态机模块设计;系统采样频率达到1 MHz,数据传输速率达到30 MB/s,现场测试证明,该系统能够在强冲击、大振动环境下稳定可靠工作,为锻造质量控制提供了可靠的科学依据。     

FPGA中信号可靠性设计的方法研究

对FPGA程序设计中存在的信号抖动、相位差异以及在模块继承时不同时钟域引起的软件异常等可靠性设计问题,将目前常用的信号抖动抑制及判断方法进行了分析总结,提出了几种新的FPGA内部的信号处理方法;通过实验验证,这些方法对不同脉冲宽度、不同突发频率的随机干扰,能够进行有效抑制;通过合理降频、例化原语等方法优化软件设计,提高了FPGA输出信号的完整性和可靠性;在航天、航空和工业控制领域中,有效地解决了软件系统的可靠性问题,为建立可靠性高、运行稳定的软件系统创造了条件。     

BTT导弹基于扩张状态观测器的滑模控制律设计

针对BTT导弹非线性动力学模型中的参数不确定性及系统存在未知外部干扰的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模控制设计方法;将系统参数不确定性和未知外界干扰作为系统的复合干扰,采用扩张状态观测器估计系统的复合干扰,并实时补偿;利用Lyapunov方法证明系统的稳定性;该控制器算法简单、计算量小,更易于实际工程应用;仿真结果表明,设计的控制器对导弹控制系统受到的复合干扰具有较强的鲁棒性和稳定性,满足导弹姿态快速机动和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于滑模控制器。