液压四足机器人的实时分散解耦控制

针对液压驱动四足机器人单腿协调性难以保证的问题,开发了一种实时分散解耦控制系统：基于PC-Based控制系统架构,在RTX环境下模块化了实时控制子任务,并对多任务的处理进行了实时调度,搭建出了机器人的实时分散控制系统框架;针对单腿系统设计了基于PID神经元网络的广义解耦控制算法,并将其嵌入到整体程序框架中,实现了多腿联动的分散解耦控制。物理样机实验表明开发的控制系统能够满足分散解耦控制算法的实时性要求,提高了四足机器人运动的协调性,进而保证其连续稳定地行走,具有一定的独创性与实用价值。     

基于多模态PID的曳引机驱动控制系统设计

曳引机的驱动控制系统是垂直升降电梯的关键设备,对电梯性能具有重要影响,具有较大的研究价值。对一种基于多模态PID控制的永磁同步曳引机电梯驱动控制系统进行了研究。给出了曳引机驱动控制系统的总体设计方案,将系统分为主控模块、驱动模块和信号采集模块进行设计并介绍了各模块硬件电路的设计。针对曳引机控制采用了电流、速度双闭环控制算法,给出了主控制器DSP的软件流程设计,并对速度环采用的多模态PID控制算法进行了研究。在电梯公司的试验塔对设计的驱动控制系统进行现场调试,调试结果表明电梯在高、中、低速下都能够良好地跟踪给定的S型速度曲线,且超调量较小,稳态误差较小,可以满足电梯控制的性能指标要求。     

基于虚拟样机技术的四足机器人静态稳定步态规划

针对现有技术文献中广泛使用的多种静态稳定步态中速度稳定性与稳定裕度不可兼得的通病,在随动质心的静态步态基础上,利用参数化坐标变换矩阵方法规划出一种四足机器人前进过程中质心以曲线轨迹移动的静态步态方法,使该步态方法以连续性速度运动的过程中保证一定稳定裕度。通过D-H法求得四足机器人的逆运动学坐标变换矩阵,分别在三维空间中对四足机器人的四组足端轨迹方程进行规划,并带入MATLAB软件后以逆运动学方程计算出关节夹角驱动方程,利用步态规划图求出机器人四条腿各自对应的夹角驱动方程以及机体质心轨迹方程。最后在MSC.ADAMS软件中建立四足机器人虚拟样机并对规划的步态进行虚拟仿真,仿真结果验证了该步态对提升四足机器人对于速度连续性以及稳定裕度的提升。     

智能分区PID控制算法在电动缸伺服系统中的研究

针对电动缸伺服系统中的非线性环节,本文采用带线性补偿的分区二级前馈PID控制算法。首先建立电动缸伺服系统的仿真模型,并采用单组控制参数的二级前馈PID控制算法,通过仿真发现系统存在着抖动、精度较低的问题。然后提出了具有线性补偿的分区二级前馈PID控制算法,改进了相应的控制器结构并实现控制器的数字离散化。最后通过线性补偿的方法整定实际系统在各分区的控制参数,计算出相应的控制量。对比分析实际系统的稳态误差,发现智能分区PID控制器在电动缸伺服系统中能够取得更好的控制效果。     

大型望远镜交流伺服控制系统综述

本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点及未来发展趋势,为大型望远镜交流伺服控制系统的设计提供一定的参考。     

机械变速压力机电液伺服自动控制系统设计

对机械变速压力机自动控制系统进行设计,可以提高压力机的运行效率,增强其实用意义。当前利用可编程控制器对机械变速压力机自动控制系统进行设计时,无法实现高效稳定地设计,存在成本高、设计工艺复杂、系统运行稳定性差以及响应时间长等问题。为此,提出一种基于TMS320LF2407A的机械变速压力机电液伺服自动控制系统设计方法。过程中系统控制模块中的自编全浮点的运算和变参数PID程序对系统进行实时控制,PLC通过通信的形式采集压力信号;电源模块采用LM2575系列的稳压器完成12V~5V的DC/DC转化;时钟模块利用晶振当作振荡源与闭合回路结合,并配合内部的震荡工期生成控制系统的时钟信号;复位模块采用手动复位形式通过按复位钮实现系统复位;接口电路选取了CTM1050的CAN收发器所设计的CAN总线完成接口电路的设计,通过以上部分组建控制系统的硬件部分。系统的软件部分利用对PID在机械变速压力机电液伺服自动控制规律的计算,根据位置式的PID控制算法对机械变速压力机执行元件进行控制,并通过增量式的PID控制算法获得系统的增量完成软件的设计。实验证明,所提方法提高了系统的稳定性,减少了系统响应时间,增强了系统的抗扰能力。     

基于模糊PID的助行机器人调速系统的研究

助行机器人对系统的动态特性要求较高,而且在其爬楼的过程中有诸多不确定的因素,基于传统控制策略的单闭环负反馈控制系统调速效果难以令人满意。在这种情况下建立了系统的数学模型,设计了基于模糊PID的双闭环调速控制系统,并和传统的PID控制进行了对比。为了保证助行机器人爬楼过程的平稳性和乘坐者的舒适性,参考电梯运行的速度曲线,设计了正弦速度给定曲线。仿真结果表明：在助行机器人调速系统中,模糊PID控制比传统PID控制启动和制动过程更平稳,舒适性更高,误差更小,精度更高。     

电液伺服综合试验机的修复改造

为了解决电液伺服系统因使用年限太久,各模块出现不同程度的老化,且操作界面不友好导致系统不能正常运行的现状。现提出了对原有的电液伺服试验机进行改造,替换原系统的控制设备和数据采集设备,更新原系统的软件,设计一种新型电液伺服综合试验机系统。应用下位机PLC作为控制器替代原系统的ISA接口控制板,连接上位机LabVIEW作为显示界面为动静态实验提供详细的资料。对改造后的系统进行了钢板弹簧试验检测,并对检测结果进行分析,各试验数据在电液伺服试验机国家标准允许的误差范围内,试验结果表明检测系统稳定性好,控制性高,使用方便及可靠有效。     

基于矢量控制的电动伺服控制系统设计

目前在航空航天领域,电动伺服系统被越来越多的用于火箭的矢量推进控制、飞机导弹的舵面控制、飞机的转弯刹车控制等。电动伺服系统作为飞行器控制系统的关键子系统,其性能直接影响着飞行器的机动性能,一般要求超调小、响应快、抗负载干扰能力强、实时性好等。本文的研究对象是一套航天电动伺服控制系统,即航天电动伺服系统的驱动控制部分,主要从软件控制策略和硬件组成设计方面介绍了该电动伺服控制系统的设计思想及其优越性。     

摆动镜随动系统的设计与实现

光学摆镜是某红外目标干扰模拟器的核心部件,要求光学摆镜运动位置控制精度高、响应时间短。在系统建模和仿真分析的基础上,提出了一种光学摆镜伺服控制系统的设计和实现方法。光学摆镜伺服控制系统是以DSP为核心,采用了位置控制回路和速度控制回路双闭环数字PID算法,利用有限转角力矩电机作为控制系统的执行机构,使用高精度旋转变压器作为控制系统的测量部件。实验结果表明,该伺服系统控制精度高,响应时间短,具有很好的工程应用前景。     

蒸汽发生器检测机器人运动分析与控制实现

在核电站蒸汽发生器复杂环境下,为准确控制机器人完成管板检测任务,提出了一种基于STM8处理器的爬壁机器人运动控制方法。针对机器人两个不同轴线驱动轮的结构特点,运用运动学理论建立了机器人运动方程,分析了机器人的运动特性。设计了爬壁机器人硬件控制电路,为提高机器人的控制精度,采用了位置环,速度环和电流环三环PID软件控制策略。最后,对此控制方法进行了相关实验验证。实验结果表明,爬壁机器人控制电路设计合理可靠,三环PID算法实现了较好的运动效果,满足设计要求。     

基于自抗扰算法的“动中通”系统控制策略

动中通”(SOTM)伺服控制系统通常采用三闭环PID控制策略进行控制器的设计;然而,由于系统扰动和系统时变性参数的存在,传统PID算法难以保证“动中通”系统稳定、可靠地工作;针对传统控制策略的弊端,建立了“动中通”系统数学模型,并提出了一种基于自抗扰(ADRC)算法的双闭环控制策略;仿真实验表明,基于ADRC的双闭环控制策略不仅具有更快的响应速度和更高的控制精度,还有更强的鲁棒性,能有效地弱化系统扰动的影响,满足“动中通”系统的功能需求。     

基于LabVIEW的电液伺服阀测试系统设计与实现

为了解决电液伺服阀测试中手动测试效率低下、误差率高的现状,开发了一种基于LabVIEW图形编程语言的自动测试系统;系统结合NI PCI-6232板卡,用LabVIEW软件实现了电液伺服阀的静态及动态特性的自动测试,系统具有数据采集、处理及实时显示、数据保存等功能;对空载流量特性、零位泄漏特性、压力特性等进行了实验测试,并对测试结果进行了分析,各测试数据在伺服阀允许的误差范围内;实验结果表明测试系统运行良好、数据采集及处理可靠有效。     

自适应环境的机器人视觉伺服控制方法

机器人和机器视觉的迅速发展,使得基于视觉的智能机器人得到更加广泛的应用。机器视觉提高了机器人控制系统对环境的适应程度,但其适应程度也受到周围环境对机器视觉算法的影响。针对这一情况,本文对机器人视觉伺服控制系统中的机器视觉算法进行了改进,提出了一种基于帧间差分法的自适应环境的机器人视觉伺服控制方法,从而提高了控制系统对环境的自适应程度,提高了对机器人控制的精确度,实验和理论分析证明,该方法具有较大的应用前景和实用价值。     

模糊PID控制下移动机器人定位方法研究

机器人定位研究一直是机器人学研究的重点,但目前机器人定位方法都存在缺点,抗干扰能力差,不能做到准确定位,主要是由于环境等多方面因素的干扰,定位误差会逐渐加大。由于上述原因,提出了一种基于设定值加权模糊PID控制的移动机器人自定位方法。给出了定位过程的参数,为机器人移动建立模型,设计一种模糊 PID 控制器,根据误差及变化率大小,选择模糊定位或PID定位,实现移动机器人的智能定位,提高机器人定位准确的准确性。通过仿真实验结果证明：模糊PID控制的机器人自定位方法对移动机器人的定位过程有较好的改善作用,实用效果较好。     

激光测距无损检测机器人运动控制研究

为了提高无损检测机器人行走的直线度,针对移动机器人系统,本文研究了激光测距的位置反馈方法,开发了基于微控制器STM32芯片的控制器,完成了边缘传感器信号、光电码盘信号、激光测距信号的接收与处理。设计了系统的软件结构,探讨了移动机器人系统的建模与仿真,详细分析了永磁同步电机的数学模型和移动机器人的运动学模型,在此基础上,以移动机器人的侧移与偏移角度为指标,设计PID控制器的参数,进行PID控制算法的仿真。经过仿真分析,研究扰动对于系统各部分新能的影响,验证了控制算法的合理性与有效性。     

Pulsatile flow measurement in hydraulic systems using a laser velocimeter

Servo valves find their major application in high performance hydraulic control systems where the accurate control of position, velocity and load is essential. Because of this, it is important to determine the dynamic characteristics of the servo valve (i.e. flow rate as a function of input command signal) more precisely.Previous techniques for this evaluation depended on monitoring spool position using linear transducers, since flow measurement techniques capable of following fast transients and oscillating (or pulsating) flows were not easily applied. The introduction of the laser Doppler anemometer changes this. Steady state flow measurement, using the dual beam scatter system, is now common but since it needs a spectrum analyser to measure the Doppler frequency it is not suitable for unsteady flow. Since hydraulic systems are relatively particle free, the Doppler signals are dreceived intermittently. Because of this, a signal processing system has been developed which measures the period of one or more oscillations in the frequency burst caused by a scattering particle passing through the control volume.Using this technique steady and unsteady laminar flow profiles have been measured in order to assess its effectiveness in the performance testing of hydraulic servo systems.