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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.     

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。     

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Compax3的伺服升降平台控制系统设计

针对现有同步、大载荷升降平台行程控制精度低、人机交互性差的缺点,设计了一种基于Compax3伺服控制器的升降平台控制系统。利用一台伺服电机驱动多个滚珠丝杆同步螺旋升降运动,分别通过CANopen和串口通信的方式实现本地、远程同时对升降平台的运动控制和状态监控,并且独立控制电机刹车方便安装和调试。试验结果表明,该控制系统的行程控制误差小于0.1mm,系统控制精度高、人机界面友好、功能丰富、性能稳定,具有较高的工程应用价值。     

基于变结构控制的旋转调制激光惯导伺服控制系统设计

调制转台的到位精度以及速度平稳性直接影响舰载旋转调制激光陀螺惯性导航系统的导航定位精度。摩擦会使调制转台产生极限环现象,进而严重影响调制转台的到位精度以及速度平稳度。针对上述问题,基于变结构控制策略设计了旋转调制激光陀螺惯性导航系统旋转调制转台伺服控制系统,可以有效克服由于摩擦、未建模误差以及电机力矩波动产生的极限环现象。仿真结果表明,存在摩擦、未建模误差等外界干扰的条件下,调制转台的到位精度以及速度平稳度均能得到较为满意的结果。     

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。     

无人机鲁棒伺服LQR飞行控制律设计

为抑制无人机飞行模态切换时舵面跳变使机体产生的大过载,降低无人机对舵系统及结构可用过载的要求,将鲁棒伺服LQR方法与经典控制方法相结合设计了飞行控制律;以俯仰角控制模态为例,对鲁棒伺服LQR控制方法的特性进行了分析,俯仰角速率回路采用鲁棒伺服LQR最优控制方法设计了控制律,俯仰角回路采用经典控制方法设计了控制律,并通过非线性数字仿真对控制律的控制效果进行了验证;仿真结果表明:鲁棒伺服LQR控制比常规PID控制超调量减小50%,且大大减小了响应初期的升降舵偏角突变,降低了对机体可用过载的要求;该控制律形式简单,易于工程实现。     

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。     

多旋翼无人机位置控制系统设计

摘要：为解决小型无人机位置控制系统成本高、控制精度低以及控制性能不稳定等缺点,以自主研发的多旋翼无人植保机作为研究对象来设计位置控制器。设计过程中,飞行器的位置建模误差,模型参数变化、GPS定位精度以及外部扰动（如风速）成为有待解决的难题。为解决上述问题,首先设计了卡尔曼滤波器对反馈所得速度和位置信息进行滤波,并采用参考模型滑模控制理论（Model Reference Sliding Mode Control,MRSMC）设计位置控制器,提高控制系统的鲁棒性。为了验证位置控制器的性能,进行了户外飞行实验,实验结果表明,无论是在悬停还是目标点追踪情况下,所设计控制系统都具有良好的跟踪性与鲁棒性     

EAST 六自由度内窥机械臂的逆运动学算法研究

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。     

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。