EAST链式维护机械臂伺服控制系统设计

针对链式维护机械臂(EAMA)运行环境的特殊性,对其伺服控制系统进行设计和实现。在控制结构上,系统在基于分布式控制结构的基础上采用了一种新的伺服系统解决方案。在控制策略上选用了高性能PIC单片机进行了硬件电路的设计,并采用了位置、速度双闭环控制算法以实现对机械臂的每个关节的高精度位置伺服控制。通过实验验证了该系统能够满足机械臂的运行要求,且具有良好的动态性能和稳态性能。     

ʵʱ����ƽ�ⷴ�ݳ�����EAST PCS�еļ���

为提高等离子体实时平衡反演过程的精度和效率,开发了基于图形处理器(GPU)的P-EFIT程序.简要概括EAST PCS软硬件架构后,描述了并行实时平衡反演程序P-EFIT在EAST PCS中的集成工作.为了验证集成系统的正确性与可用性,用历史实验数据作了性能测试,满足实时控制的要求.目前P-EFIT已集成在EAST中并用于等离子体控制,EAST实验证明控制性能良好.     

EAST������Ȧ�ڵ�������ŵ�����е��ȸ���

通过求解椭圆积分,计算了EAST极向场系统的磁场分布,从而计算出极向场线圈在等离子体放电过程中的热负荷。并根据磁体运行的热工水力条件估算出极向场线圈在等离子体放电过程中的最高温升。     

С����EAST��ص�Դ�����źŴ����е�Ӧ���о�

用小波多分辨分析方法对EAST快控电源控制信号进行分解，分层设定阈值滤除不符合要求的频率成分再进行信号重构，得到了满足要求的EAST快控电源控制信号，并经过了仿真和实验的验证。结果表明，使用小波变换比使用其他方法更为理想。     

���������ֵģ����EAST��һ���е�Ӧ��

介绍了过冷沸腾换热的数值模拟方法以及在EAST第一壁组件冷却系统中的应用.采用双流体模型,系统分析了过冷沸腾壁面换热过程中存在的各种换热模式,给出了Fluent软件封闭关系式中所需的质量、动量以及能量的交换项的形式.采用用户自定义函数(UDF)模拟壁面沸腾气化过程,对提出的模拟方法与已发表的实验数据对比进行了校核,得出合理的结论.最后分析了过冷沸腾两相流在EAST第一壁中的工程应用,模拟了热沉冷却结构的沸腾换热现象.为EAST PFCs的冷却结构优化提供了依据.     

˲ʱ������������������EAST��ص�Դ�е�Ӧ��

在EAST 快控电源中采用瞬时环流反馈引入虚拟电阻的均流控制策略,可大大增加并联逆变器之间等效输出阻抗的实部,有效提高对环流低频分量的抑制能力。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。     

高功率微波相控阵天线伺服系统的设计与实现

在某高功率微波系统中,通过控制多路移相器的位置,来达到对微波波束的精确控制。在伺服控制系统的设计中,为了解决强电磁场对伺服系统的干扰与破坏,在设计时从控制系统方案设计、系统组成、移相器单元设计、位置传感器设计、位置环路设计、电路板设计、机箱设计、传输线缆等方面进行严格的针对性设计与处理。设计过程中,对关键器件与部件进行现场试验进行方案验证与选择。最终,在高功率微波系统对目标进行连续辐射的实测中,工作稳定可靠,控制系统对多路移相器的定位精度达到0.1 mm,达到了预期的效果。     

EAST �����ɶ��ڿ���е�۵����˶�ѧ�㷨�о�

为了实现 EAST 装置真空室内的内窥多关节机械臂的实时高精度控制,提出了一种逆运动学算法,即建立机械臂多变量的方程组,转化成为矩阵的特征值问题求解。为了验证和满足实际控制的需要,还基于 VC++6.0 开发了 MFC 运动学算法程序。结果表明,该算法能在 ms 级别内得到机械臂的所有运动学逆解。     

��EAST��ص�Դ��ѹģʽ��̽��

针对EAST快控电源大电流快速响应的要求,EAST第二代等离子体垂直位移主动反馈电源在保留第一代主动反馈电源电流控制模式的同时,也可实施电压控制模式,实现电流上升率的最大化.为解决其带来的高电压输出时频繁过流保护而导致能量倒灌引发直流侧过压保护的现象,采用限流保护进行改进.经实验验证,电压模式可大幅提升电源对于等离子体垂直不稳定位移的抑制能力.     

EAST���ٿ�����Ȧ����Ʒ����밲װ

介绍了EAST快速控制线圈的设计参数、电磁水冷分析和安装过程。引线部分受到巨大的垂直于自身方向的震荡力,常规的有机绝缘材料不能满足要求。线圈的绝缘材料采用MgO粉末,并在引线两端增加支撑固定。水冷计算表明,铜导体和水的稳定温度与点到进水口的距离成线性关系;当线圈通电电流为20kA时,为了保证出水口的水温不被加热至100℃,水的最小流速与运行效率的关系为v≈6K。     

EAST中性束注入控制系统设计

中性束注入（NBI）是磁约束核聚变装置等离子体加热和电流驱动的重要手段。依据东方超环（EAST）NBI实验运行特点,设计了基于网络通讯的集散式控制系统。NBI控制系统采用计算机网络技术,按照控制层次分为远程监控层、服务器控制层和现场控制层,三层控制结构易于系统功能扩展与设备升级。一条束线的两个离子源可以独立运行控制,这为EAST第二条束线控制扩展奠定基础。实验表明,NBI控制系统具备了远程监控、连锁保护和数据处理功能,满足了NBI实验运行的自动化和可视化的需求。     

EAST中央控制系统

描述了EAST中央控制系统和EAST虚拟合作实验室系统的体系结构和各个部分的主要功能和设计思想。EAST中央控制系统主要功能是协调统一各个控制、诊断、采集子系统,为各个子系统提供统一的控制接口。EAST中央控制系统制定和规范了与各分控系统之间的通信协议,加强了对各分控系统的控制,统一和规范了控制数据的发布和控制参数的设置。系统按照功能模块设计和实施,有效地提高了系统的升级和扩展能力。     

基于神经网络模糊控制理论的转台伺服系统控制设计

针对三轴飞行仿真转台伺服系统非线性、模型不精确等特点,在分析转台系统结构的基础上,采用模糊PID控制的方法对转台伺服系统进行仿真控制,得到较好的控制效果。模糊控制控制规则的获得带有很大的人为因素,并且在控制过程中对规则采用查表法占用大量的内存。基于以上原因,设计了神经网络模糊控制器(NNSOC),利用神经网络控制自学习、自调整的能力,为模糊控制器提供自动生成控制规则的能力;同时由于神经网络具有联系记忆能力,可对未训练的样本做出决策。对NNSOC的控制效果进行了仿真。结果表明：其具有很好的动态性能和鲁棒性,对转台的控制效果良好。     

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。     

EAST新快控电源保护系统的设计

针对EAST超导托卡马克实验装置的新快控电源系统AC-DC-AC各环节工作中可能出现的问题,提出各环节的控制保护方法。通过深入研究核聚变领域快速控制电源的保护机理,并结合核聚变装置的需要,设计了抑制浪涌电流电路、电压保护电路、过电流保护电路、过温保护电路、电能泄放保护电路及撬棒保护电路,与传统的保护法相比,该方案具有保护范围广、可靠性强、安全性高的特点。实验结果表明,该电源保护系统可以确保电源在突发故障情况下安全可靠地退出,有效保护超导托卡马克实验装置内的超导磁体及电源各器件不受损坏,从而验证了设计方案的正确性和有效性。     

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。     

模糊PID控制在ATP伺服系统中的应用

针对空间光通信ATP伺服系统采用一种模糊PID参数自整定的控制方法,结合模糊控制与常规PID控制的优点,讨论了模糊PID参数自整定控制器的设计方法。利用MATLAB中的模糊控制工具箱进行了系统的辅助设计与仿真实验,并与传统PID控制系统进行比较。仿真结果表明,该控制方法明显优于传统PID控制,并能使ATP系统的视轴稳定性得到提高。     

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。