基于单片机的双燃料汽化器微机控制系统设计

汽油发动机双燃料汽化器采用乙醇和汽油分开放置的燃料储存方式,避免了乙醇汽油存在的诸多弊端,在此,设计了以AT89S52单片机为核心的双燃料汽化器的微机控制系统,该控制系统实现了双燃料汽化器的按键显示、缺液检测及报警、发动机转速测量及计算、乙醇泵堵转检测及保护、乙醇量喷射控制、液压缸液压杆限位检测及保护等功能,同时,能实时采集汽车发动机的转速信号,通过预置的软件对发动机转速进行分析,精确计算出乙醇单次喷射时间和喷射频率,从而准确控制乙醇与空气、汽油的按配比混合掺烧,提高了汽油的燃烧效率,降低了油耗,减少了有害物质的排放,达到了节能减排的目的。实际应用中,该控制系统运行稳定,抗干扰性能良好,控制准确,具有一定的实际应用价值。     

托卡马克脉冲电源实时控制系统设计

为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能,实现对等离子体的先进控制,设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求,使用反射内存卡实现实时数据传输,应用实时操作系统来保证系统的确定性应用和系统的可靠性,采用NI 7813R系列数据采集卡实现对晶闸管变流器的控制。实验结果表明,该系统满足等离子体放电对电源控制系统实时性的要求,并具备较高的可靠性和稳定性。     

微型燃气轮机动态模拟与分析

在建立压气机、燃烧室、透平、回热器、转轴转动惯性等单元部件动态模型的基础上,建立了恒转速简单和回热型微型燃气轮机的系统动态模型及其控制系统模型,对其冷启动、升降负荷和甩负荷动态过程进行了动态模拟,并对两者的动态性能进行了对比。结果表明,系统动态模型能够有效地对系统的各个典型动态过程进行模拟与分析,计算稳定可靠,可为微燃机控制系统设计与分析提供模型基础;控制系统设计合理,能够满足调节负荷和转速的要求,保证循环系统安全运行;回热器的热惯性和扰动幅度是影响微燃机系统响应的重要因素。     

嵌入式控制器在离心机上地震模拟振动试验中的应用

为实现在离心机上的高频高量级地震模拟振动试验,以工控机、嵌入式实时控制器、FPGA机箱、数据采集模块等硬件为基础设计了一套地震波再现数字控制系统。通过工控机上的上位机程序实现与用户交互,根据设定的参考地震波形,计算并输出驱动数据给伺服控制系统。同时利用运行于RT上的控制程序以及FPGA底层程序来实现振动台面响应加速度的同步采集,其中采集信号通过DMA FIFO传送给RT,可确保数据不丢点。控制系统利用同步的响应与驱动信号进行系统辨识,在经过几次驱动修正与误差计算的迭代过程后,最终在离心机上振动台面再现出满足试验要求的时域地震波形,振动控制的效果和精度满足系统研制的技术要求。     

基于LPV的航空发动机鲁棒变增益控制

随着我国现代化进程的不断加快,航天航空技术标准越来越高,对于航空发动机运转工况的鲁棒性和适应性提出了更高的要求。传统的航空发动机变增益设计步骤繁琐,不能将发动机置于整个航空器的运转去考虑设计,使发动机变增益缺乏相应的稳定性和适应性,易出现系统问题。为此,提出一般基于LPV的航空发动机鲁棒变增益控制系统,依据航空发动机结构参数,考虑到航空器在空中负载特性,计算出新的约束极点 模糊变增益,在航空器发动机工作范围连续增益,避免了传统增益切换情况,在转速控制上确定误差等因素,将非线性控制设计分解为多个线性子问题,使航空器控制系统能够沿着LPV参数轨迹保持良好的运转,保持稳定性能。仿真实验证明,提出的基于LPV的航空发动机鲁棒变增益控制系统控制效果优于传统方法,在航空器发动机转速改变时,控制精度能够满足要求 ,改变航空器负载时,有效对目标进行变增益控制。提出的控制方法对航空发动机鲁棒变增益控制问题提供了新的解决办法,具有较大应用价值。     

轮式机器人轨迹跟踪控制系统的设计

针对轮式机器人轨迹跟踪控制系统误差收敛速率低、精度和实时性差的问题,采用反演控制算法并结合李雅普诺夫稳定性分析方法对轮式机器人的轨迹跟踪系统进行了优化设计。建立了轮式机器人轨迹跟踪控制系统的运动学模型,并对该模型进行位置偏差分析;在反演控制算法中引入了分部虚拟控制量,并分析和设计了其他间接受控量,提高了算法运行的效率;采用李雅普诺夫收敛定理对系统的收敛性进行分析,根据分析的结果提出了算法更加简单的控制律。利用Matlab软件的Simulink库对设计的轨迹跟踪控制系统试验研究。结果表明,与基于李雅普诺夫直接法或者迭代学习算法设计的轮式机器人轨迹跟踪控制系统相比较,设计的控制系统具有跟踪精度高、收敛速度快、实时性好的优点。     

遗传算法在跨超声速风洞总压控制中的应用

总压作为风洞控制中的重要流场参数,其调节性能是风洞控制系统能否满足试验要求的重要指标,为提高跨超声速风洞的总压控制水平,需对总压控制策略进行设计。针对某跨超声速风洞对总压控制系统提出的快速性和精确性要求,提出串级控制、智能PID控制和总压分段控制等方法,并利用MATLAB系统辨识工具箱对流场调节阶段的总压系统模型进行了辨识。提出将遗传算法应用于风洞流场调节阶段的PID控制器参数整定中,重点对基于遗传算法的PID控制原理和参数整定步骤进行介绍,并针对遗传算法的遗传算子进行了设计。系统仿真和风洞实际运行情况表明：该方法较常规PID参数整定与优化方法,具有更好的控制性能指标,满足总压控制系统精确性、快速性、鲁棒性等要求,为后续风洞建设和设备改造提供了新方法。     

光学消像旋的电路控制系统研究

 针对周视光电观瞄系统中机械传动装置实现光学消像旋的情况,分析了传统光学消像旋的利弊。通过简化机械装置,建立了控制对象的数学模型,根据系统实时控制处理的要求,设计了数字控制和模拟控制的混合电路,提高了系统的稳定性和可靠性。运用MATLAB/SIMULINK对控制系统的典型情况进行仿真。仿真结果表明,该电路系统都能满足精度和实时性等指标要求。     

自适应模糊控制的模拟双针气压表驱动系统研究

针对目前应用于列车驾驶仿真平台中的模拟双针气压表控制系统的硬件结构及其控制策略进行了研究;以C8051F410单片机和双电机驱动控制模块BA6239为核心设计开发了表针电机驱动系统,提出了基于PWM控制技术的转速闭环控制策略;系统能够自动计算电机控制模型参数从而得到转速与PWM控制电压的关系,并通过引入自适应模糊PI转速调节器,减小系统及计算误差,提高动态响应精度;测试结果表明,基于自适应模糊控制的模拟双针气压表能够达到真车气压表的动作要求,为构建列车驾驶仿真平台提供了可靠的硬件支持。     

基于MYO和Android的肌电假肢手控制系统设计与实现*

针对目前假肢手控制系统成本高、操作不灵活、实用性差等问题,设计了一种基于MYO和Android的肌电假肢手控制系统。在Android平台上,开发了一款智能终端应用,实现了对MYO臂环采集的表面肌电信号进行数据处理和模式识别,并实时控制假肢手完成五种模式。实验结果表明,系统的在线识别率可达98.2%,并可在300ms左右完成一次识别过程,满足了假肢手控制的精度和实时性要求。该系统设计成本低廉、方便携带且易于扩展,很好地满足了截肢患者对假肢手控制的需求。