基于SOPC的运动控制器设计

设计了一种新型的基于SOPC（system on a programmable chip）的运动控制器,该运动控制器以PC机为上位机,采用数字控制方式实现三坐标的运动控制和相关I/O接口控制功能.运动控制器采用串口进行上、下位机的通讯,实现高速率运行,较好的实现运动控制器的实时控制.用以FPGA开发的运动控制器简化了平台硬件结构.系统具有开放、使用方便、性能可靠且本身结构紧凑等特点,可以灵活的实现定制应用.     

基于PC104总线与MCX314As芯片的运动控制器设计

在分析数控系统和运动控制器的发展现状及存在问题的基础上,探讨以MCX314As运动控制芯片为核心、基于PC104总线的运动控制器。介绍PC104总线、MCX314As运动控制芯片以及运动控制器功能特点和运动控制器的硬件及软件系统设计,给出运动控制器控制两轴数控伺服驱动器及电机的插补应用实例。并对直线插补的跟踪误差进行分析。实验结果表明,运动控制器可以对设定轨迹进行两轴插补驱动,并且控制效果良好。     

基于旋转变压器反馈的运动控制器

运动控制器是开放式运动控制系统的核心。介绍了一种基于旋转变压器反馈的运动控制器，它以DSP，ISP及14XSZ-SO2为核心器件，特别适合在野外等恶劣环境下实现高精度控制。     

双侧电驱动履带车辆运动解耦与变结构控制

针对双侧电驱动履带车辆运动控制强非线性、强耦合和不确定性的特点,提出一种解耦的控制结构,并设计各子系统控制器.首先,将运动控制系统分解为速度、横摆角速度两个独立子系统,克服传统差速控制存在的强耦合.其次,采用积分滑模控制方法,引入非线性积分滑模面,设计了能有效克服路面不确定扰动、消除积分饱和的速度控制器,实现车速的无超调、无静差的跟踪;考虑驱动电机饱和约束,结合模糊自适应与滑模控制算法,设计了能够适应转向阻力非线性变化的横摆角速度控制器,提高车辆转向运动控制的抗扰能力、降低控制量抖振.仿真结果表明,控制策略实现多种工况下车辆快速、准确的直线、转向运动控制.     

一种基于动力学模型的高速轮式移动机器人漂移运动控制方法

针对高速轮式移动机器人,提出了一种漂移运动控制方法.首先以统一轮胎模型为基础建立了移动机器人在复杂工况下的动力学模型;针对系统模型非线性、强耦合等特点,利用反馈线性化的方法设计了一种基于动力学模型的漂移运动控制器,该控制器实现了对目标姿态角及角速度的跟踪控制;针对现有视觉、GPS等测量手段实时性差、不能满足漂移运动任务的缺点,设计实现了位置速度测量单元.仿真及实验验证了该控制器的有效性.     

基于运动控制器的转台控制系统设计

介绍了运动控制的一般原理,总结了运动控制技术的基本实现形式和特点.结合PMAC运动控制器和飞行模拟转台,对运动控制器技术在转台控制中的应用进行了详细介绍.针对飞行模拟转台提出了一种基于Windows NT、采用PMAC运动控制器技术的转台控制系统方案,并从系统总体方案、软件设计、监控测试等方面,给出了具体的技术方案和实现方法.试验结果表明,其控制系统结构灵活、可靠性高,性能达到设计要求,该控制方案可以应用于同类伺服系统的控制.     

基于GALIL控制器的踝康复机器人控制系统

介绍了基于GALIL运动控制器的踝关节康复机器人的控制系统。该踝关节康复机器人引入生物融合理念,基于4-UP(Pe)S/PS并联机构,采用PC+运动控制器相对独立运行的并行控制模式,实现踝关节复合康复运动。用户利用PC机实现康复机器人康复运动轨迹的规划,康复运动控制程序的自动编制和运动控制器程序的下载,通过操作面板控制运动控制器相对PC独立地执行程序。这种并行控制模式能够在满足康复运动相对复杂的空间康复轨迹需要的前提下,保证踝关节康复机器人系统的反应速度。该系统成功地用于踝关节康复机器人系统,取得了很好的康复效果,为PC+运动控制器模式的康复系统设计提供了范例。     

基于PMAC运动控制器下液压数控系统的研制

介绍了PMAC多轴运动控制器的特点,研发了一套以PMAC运动控制器为中枢控制的液压控制数控系统.该系统能够实现闭环控制,并且设计出相应的硬件构架与软件设计.     

基于ARM处理器的运动控制器的设计与实现

针对传统的运动控制器二次开发难、成本高、功能单一等缺点,设计了基于网络接口的运动控制器,该运动控制器集灯源、光栅尺计数和运动控制于一体,采用ARM+ FPGA的结构,FPGA对光栅尺信号进行处理及完成运动控制规划,ARM上运行Linux操作系统,实现对灯源的控制,负责与FPGA的总线通信以及与PC的网络通信.该控制器适合二次开发,且大大降低了成本.该运动控制器主要应用于影像测量系统中,实验已经证明该设计的可行性.     

两轮移动机器人运动控制系统的设计与实现

通过对两轮驱动机器人小车的运动模型的分析,提出一种非完整性两轮机器人小车运动控制器的设计方法.在将运动参量角速度和线速度进行解耦的基础上,引入速度控制器,通过反馈抑制了左右轮的扰动及参数差异对控制性能的影响,􀁯并且以数字信号处理器芯片TMS320LF2407A为控制器核心,具体实现了非完整性两轮机器人小车运动控制.实验结果证明了上述方法的有效性.     

网络环境伺服系统位置自适应控制器设计

基于Ethemet／IP网络和SERCOS网络,采用罗克韦尔自动化的伺服驱动系统和ControlLogix系统框架构建网络环境下的伺服控制系统。针对伺服系统位置控制的技术要求,对伺服系统建模分析;使用罗克韦尔自动化的运动控制器研究设计出提高控制精度的位置自适应PI控制器。实验结果表明,此控制器解决了常规PI控制器各个参数在系统运行过程中的矛盾问题,提高了机械系统的定位精度。该方案简单可靠,且易于工程实现,可以在相关的运动控制领域中推广应用。     

ARM＋PCL6045B的嵌入式运动控制器设计

采用ARM微处理器S3C2440A和专用运动控制芯片PCL6045B,设计了基于Linux＋RTAI的嵌入式运动控制器,建立了该运动控制器的硬件结构和软件平台;设计了运动控制的函数库,编制了应用软件,并基于实时多任务操作的需求,通过Linux＋RTAI的双内核实时系统的加载,使运动控制器具有良好的实时性。该运动控制器可以满足运动控制系统的高速、高精度的要求,具有良好的实时性、开放性和灵活性。     

基于嵌入式机器视觉的测控系统设计

针对传统基于PC的机器视觉系统因其结构没有模块化,可移植性差,与工业现场设备通信比较困难等缺点,设计了基于嵌入式机器视觉的测控系统,该系统以DM642芯片为视觉图像处理单元,其控制单元为GTS-400系列运动控制器,硬件电路为基于RS232通信的DSP与运动控制器,并通过编程完成目标识别、通讯、控制功能。实验结果表明,该系统的图像处理单元成功检测到目标后,图像处理单元输出的信号能够被运动控制器快速捕捉并控制伺服电机实现点位运动。对嵌入式机器视觉应用于运动控制系统具有现实意义。 关键词：嵌入式机器视觉;DM642;运动控制器;通信     

基于模糊控制策略的车辆主动悬架研究

建立了车辆整车7自由度模型的主动悬架控制的系统状态方程模型,设计了两种模糊控制策略,方法一针对整车模型,采用一种控制方法,方法二针对整车模型的运动方式,设计不同的模糊控制器,垂直振动模糊控制器,俯仰振动模糊控制器,侧倾振动模糊控制器和逻辑控制器,仿真结果表明,所设计的模糊控制器对提高车辆的舒适性与操纵稳定性有较好的效果.     

一种离散型非线性自适应反馈控制器的设计与实现

针对运动控制低速跟踪系统中存在的非线性摩擦力影响的实际问题, 采用结构和参数完全未知的离散时间不确定非线性系统的反馈控制策略, 具体地进行了控制器的设计, 并利用MATLAB环境下的SIMULINK仿真来检验其控制效果, 进而运用到实际的电机控制系统中, 分析其控制性能, 并将其控制效果与PID控制相比较, 最后得出结论.     

4WD-4WS型床椅一体化机器人室内定位与点镇定控制研究

以床椅一体化机器人为研究对象,通过设计相应的运动控制器,并结合所搭建的组合导航定位测控系统,实现了室内环境下的点镇定控制;首先,设计了一种四轮转向-四轮驱动模式的全向床椅机器人样机,并对其运动学进行分析;其次,通过不连续坐标变换,用极坐标形式表示当前位姿与目标位姿间的全局控制误差,并选取合适的位姿误差变量对系统模型进行描述,设计出一种基于位置闭环的全局反馈控制器;继而,根据控制器的需要,设计搭建基于卡尔曼滤波的IMU/UWB组合导航定位系统,实现床椅一体化机器人的全局实时精确定位;最后,采用Lyapunov函数法,对所设计控制器中的控制律进行稳定性分析;MATLAB仿真实验与现场实验均表明所设计的点镇定方法控制效果良好。     

基于MC9S12XS128的自由摆平板模糊PID控制系统研究

以16位单片机MC9S12XS128为控制核心,选用MMA8452三轴的数字加速度传感器作为系统的检测模块,设计和实现了基于自由摆平板的跟踪运动控制系统;选用混合式步进电机作为执行机构,实现平板的倾角调节.针对步进电机的高度非线性特点,设计和实现了模糊PID控制器来完成步进电机运动的位置控制.试验结果表明,所设计的控制器能在一定范围内满足系统的动、静态特性控制要求.     

基于自适应模糊滑模控制的船舶航向控制器设计

针对船舶运动系统中固有的非线性、模型不确定性和风、浪、流等的干扰.提出了自适应模糊滑模控制(AFSMC)策略解决船舶的航向控制问题.通过采用模糊逻辑系统逼近系统未知函数,将滑模控制技术与自适应模糊控制技术相结合,设计了船舶航向AFSMC控制器.在滑模边界层内应用PI (proportional-integral)控制代替滑模控制中的切换项,削弱了滑模控制带来的抖振现象.借助李亚普诺夫函数证明了船舶运动系统中的信号都一致有界并利用Barbalat引理证明了跟踪误差渐近收敛到零.在参数摄动和外界干扰情况下进行了航向保持与改变仿真试验,采用AFSMC控制器得到了与无摄动和无干扰情况下相似的输出响应.实验结果表明,所提控制器能有效地处理系统不确定性和外界干扰,控制性能良好,具有很强的鲁棒性.     

无人机实时飞行仿真系统的时滞补偿方法

针对无人机半物理仿真系统的模拟运动滞后问题,在分析无人机模型和飞行仿真转台模型的基础上,提出一种新的飞行仿真系统构建方案.基于自适应逆控制和李亚普洛夫函数,设计了能够补偿运动滞后的数字控制器.将原始无人机模型与数字控制器进行联合计算,获取无人机修正模型的输出,完成了对仿真运动滞后的补偿.仿真结果说明了时滞补偿方案的有效性.     

无人移动平台运动控制系统的设计

为实现地面无人移动平台的准确运动,设计其运动控制系统。选用履带式平台,分析并建立平台运动学模型,搭建H桥模块驱动平台电机,设计电流检测模块和速度检测模块,将电机运行状态反馈给控制器。设计数字PI控制器,形成速度一电流双闭环控制,结合差速反馈控制器,提高运动控制精度。实验结果表明了该运动控制系统的可靠性。