基于FPGA的数字舵控系统设计与实现

为满足飞行器对舵机系统的数字化、高精度、实时性、控制效率的要求,电动舵机采用三相无刷直流电机+谐波减速器的结构形式,控制系统采用一个控制器控制四路舵机.介绍了一种数字化舵机控制系统的硬件组成和控制策略,以FPGA为控制核心,包括中央处理电路,驱动电路,反馈电路等,采用位置环、速度环和电流环三环控制策略,实现一个控制器对四路舵机的独立控制.试验表明,该舵机控制系统易于实现,控制精度高且控制效率高.     

水下航行体无刷电动舵机仿真研究

无刷电动舵机在水下航行体中的应用越来越广泛,本文介绍了电动舵机的工作原理,并对电动舵机的各个部分进行了数学分析,最后利用matlab建立了双闭环PID仿真模型,该仿真模型响应时间快,对正弦信号输入跟踪迅速、平稳,准确的预知了电动舵机的运行特性,具有实际工程应用价值.     

基于高效率SVPWM控制的电动舵机

论文分析了装备于导弹上的电动舵机系统的SVPWM控制方法,针对弹载电动舵机采用低压电源的特点,对电动机、功率器件以及电路控制方法进行了研究。论文采用功率MOSFET以实现低功耗运行,在数字化控制中对SVPWM采用相位补偿的控制方法。最后给出了系统的试验波形和结论。     

电动舵机系统柔性加减速控制算法研究

加减速控制技术是电动舵机控制系统中的一项重要技术.为减小传统非柔性加减速控制算法对电机设备造成的振动,消除系统的柔性冲击,对三种柔性控制算法进行了研究.通过控制加加速度值,七段式S型加减速算法实现了加速度的连续变化,但加加速度仍存在突变;余弦加减速算法进一步提高系统柔性,消除了柔性冲击;加加速度连续的加减速算法完全消除了加加速度的突变,同时具有高度的柔性.通过算法仿真和舵机系统模型仿真,验证了三种柔性控制算法的适用性,对不同需求场合下的加减速算法选择给出了建议,表明了电机控制应综合实际需求、系统柔性、精度要求等各个方面选择合适的算法.     

模糊聚类方法在电动舵机致命故障检测中的应用

为了对电动舵机进行致命故障检测,根据模糊聚类方法建立了舵机标准状态样本,通过计算待测状态样本与标准状态样本之间的距离,将其归为最近的一类状态。首先,对舵机原始状态样本数据进行了归一化处理。接着,选用夹角余弦法建立了各样本间的模糊相似矩阵。然后,对初始聚类中心矩阵和隶属度矩阵进行迭代运算,设定最大迭代误差并结束迭代过程,得到了舵机标准状态样本。最后,搭建了舵机状态检测的试验平台,在拷机试验中舵机控制器实时运行状态检测程序,实时计算待测样本与标准状态样本的距离。实验结果表明:状态检测程序运行时间只需0.23 us,且检测结果全部正确。此状态检测方法满足了电动舵机故障检测准确性和实时性的要求。     

基于DSP的电动舵机用高速串口通信设计

介绍一种基于DSP的高速串口通信方法,利用DSP芯片内部SCI模块与外部驱动电路连接,采用RS422通信协议,实现高速串口通信。DSP采用C语言对通信数据进行打包、收发、解析等编程处理;上位机采用LabVIEW图形化的编程语言简化底层驱动编写,实现串口通信应用程序的开发。实验结果表明,通过上位机发送指令,利用RS422通信电路能实时、有效实现电动舵机控制。     

一种数字无刷电动舵机的原理建模

运用电力电子仿真、机械仿真和控制系统仿真,充分考虑各个组件的非线性,通过对各部分的建模分析,从原理结构上建立适用于无刷直流电机和减速机构模式的导弹舵机系统精确仿真模型,可以在舵机整个工作频段和舵偏角范围进行精确仿真.通过对仿真数据与实测数据的比较,仿真曲线和实测曲线基本吻合,验证了模型的可用性.     

行波超声波电机直接数字驱动源的设计研究

基于行波超声波电机驱动系统的工作原理,采用CPLD技术,设计一个高频直接数字信号源,试验结果表明该电源很好地满足行波超声波电机的工作要求.     

基于DSP的数字舵机控制系统

以DSP芯片TMS320F2812为控制器设计了数字舵机控制系统,分析了系统的组成,充分利用了DSP芯片适合于电机运动控制系统的特点,设计了电流、转速、位置三闭环的无刷直流电机控制系统。本文介绍了系统的原理、硬件设计及控制策略,并进行试验研究。试验结果表明,此系统具有良好的动态和静态特性。     

光纤去偏器的理论和研制

用简明的方法讨论了Ｌｙｏｔ去偏器原理，用类矩形保偏光纤制作了多只去偏器，用两种方法测量了去偏器的参数，并将去偏器用于光纤陀螺。     

新型超声换能器式直线驻波马达的研究

提出了一种新型直线驻波马达．介绍了其原理和设计过程．研究了设计不规则形状换能器的有限元方法。该马达的结构简单，运行稳定．响应迅速。实验表明，理论设计和实际情况符合良好。     

换能器式直线超声马达

提出了一种仿行波双向超声波直线马达。该马达具有结构和驱动简单,可方便地实现正反向中运动等优点。在分析了该马达基本原理的基础上,研制了试验样机。样机的性能参数为：激励频率21．46kHz,预紧力3．2N时对应的最大移动速度为400mms/,预紧力1．6N时对应最大推力为2．1N.     

Buck型变换器数字PID控制器设计方法研究

Buck型变换器包括Buck变换器及其衍生的全桥变换器。文中以Buck型变换器为控制对象,给出了频域补偿设计中模拟PID控制器的零极点配置原则,实现了其比例、积分、微分系数的整定。在此基础上,运用连续系统离散化方法,最终完成数字PID控制器的参数设计。MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,通过上述方法设计实现的数字PID控制器能够满足系统的控制要求,输出响应具有良好的静态与动态特性。     

基于神经网络的IMC-PID超声波电机控制

由于常规PID控制器无法有效地控制超声波电机非线性的运行特性,提出了一种基于神经网络的可变增益型内模PID控制(IMC-PID),构建IMC-PID简化PID控制器的参数整定,只需调节其中一个参数,为弥补超声波电机的非线性问题,引入神经网络到控制器中来调节参数。实验基于超声波电机伺服系统,利用该控制系统对行波超声波电机进行控制,得到了控制输入和输出的响应关系,并得出了较小的稳态误差,实验证明对超声波电机特性变化及负载扰动适应能力强。     

采用变比例积分法优化立辊AWC控制技术

热轧1580线粗轧立辊轧机AWC功能通过伺服液压系统的位置闭环控制实现板坯宽度的精确控制。AWC位置闭环控制可分为两个阶段：25mm中间位位置控制和高速微调位置闭环控制,而且这两个阶段均采用典型的PID控制方法,共用一套PID参数。但在实际应用中发现该参数同时满足上述两个阶段的控制要求,液压管路振荡剧烈, AWC液压伺服系统无法正常运行。针对上述问题,本文采用变比例积分控制方法,能够有效地消除管路振荡现象并且提高系统稳定性。     

数字化超声探伤仪在UT探伤中的应用

UT检测技术作为工业上5大常规无损检测技术之一，一直被人们广泛地使用着。本文给出了数字化超声探伤仪的工作原理，指出了该仪器的优点及存在的技术问题，展望了其广泛的应用前景。     

超声电机驱动的机器人的模糊神经网络控制

超声电机的小质量、大转矩、响应快等特点,是其成为小型直接驱动机器人执行器的基础。通过对超声电机的伺服特性研究及关节型机器人动力学分析,提出了超声电机驱动的机器人的模糊神经网络控制的复合控制方法,该方法中,模糊子控制器实现了关节定位的初步控制,神经网络子控制器起到降解稳态误差、提高控制精度作用。文中较详细地研究了复合控制器的结构及两个子控制器的设计问题。为了检验控制效果,对控制系统进行了仿真,结果表明,采用这种复合控制器可获得较高的位置精度。