基于PID控制的数控机床进给伺服系统的建模与仿真

在建立数控机床进给伺服系统数学模型的基础上,确定了伺服系统电流环、速度环、位置环三闭环控制方案,结合手工计算和Matlab仿真给出了各环节参数具体整定的步骤,并根据仿真模型验证了系统设计的正确性。     

一种新型直流伺服系统的设计与仿真

传统直流伺服系统均采用三闭环控制结构,即电流环、速度环与位置环。但在某些特殊场合,如舵机伺服系统,为了实现系统小型化,采用电流环与位置环双闭环控制,省去了速度环的测速电机,简化结构,降低成本。利用MATLAB/Simulink工具建立了一套新型直流伺服系统的仿真模型,根据模型,研制实物样机。依据仿真模型与实物,通过对比仿真数据与试验数据,证实该伺服系统满足使用要求,具有工程应用价值。     

数控机床进给用的伺服系统

本文首先分析了数控机床对进给伺服系统提出的各种要求,指出这些要求兼顾了控制电 机系统及驱动电机系统是极其苛刻的,因而,进给伺服系统成为活跃的研究领域.其次,评述 了区别于国外简易数控装置的某些简易进给伺服系统.本文还对三种比较流行的进给伺服系 统(步进电机系统,小惯量直流伺服电机系统,宽调速直流力矩电机系统)就数控机床的要求及 其本身的特点详细地进行了分析比较,并指出了其应用范围.本文还介绍了用计算机控制的 交流电机系统的基本概念.最后,对进一步研究数控机床进给伺服系统提出了建议.     

数控机床用智能伺服系统的设计

研究与开发性能优良的进给伺服系统是现代数控机床的关键技术之一。本文将模糊控制应用于数控机床的直线电机位置伺服系统中,通过仿真结果表明,将模糊控制技术和传统的PID控制相结合的进给控制器提高响应速度的同时,也改善了系统的适应能力。     

高精度伺服系统的模糊CMAC补偿控制

针对伺服系统存在非线性和参数不确定性,PID等常规控制器几乎无法获得高精度控制性能的问题,提出了一种基于FCMAC的补偿控制器,将其应用于伺服系统的速度闭环控制.FCMAC补偿控制器能够实时在线学习系统的非线性,对参数变化及扰动等因素进行实时补偿.将FCMAC补偿控制器与模型参考跟踪控制结合,能有效地改善伺服系统的鲁棒性.仿真结果进一步表明,该控制策略能降低系统时参数变化和外界扰动等不确定性的灵敏度,即使在持续正弦信号干扰下也具有良好的性能.     

光电轴角编码器在飞行仿真伺服系统中的应用

介绍了一种将光电轴角编码器用于飞行仿真伺服系统设计的新方案,并给出了系统的实现方法。阐述了光电轴角编码器的编码解算原理,研究设计了一种四倍频判向调理电路,飞行仿真伺服控制系统整体结构采用三闭环控制。实验测试结果表明:设计的光电轴角编码器及其四倍频判向调理方案的伺服系统具有控制精度高、稳定性好、鲁棒性强等优点。     

基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器研究

针对三相三电平PWM整流器具有输出谐波少、电流畸变率小、适合向高压和大容量方向发展的特点,提出了一种基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器的设计方案;分析了该整流器主电路原理及其数学模型的建立,详细介绍了电压外环和电流内环双闭环控制策略、中点电压平衡控制策略的实现。Matlab/Simulink仿真结果表明,该整流器具有良好的动态和稳态性能。     

面向直线电机驱动数控铣削加工智能控制系统

以双直线电机驱动进给机构为被控对象,以配套的SIMODRIVE611D为控制系统,建立了伺服系统的数学模型,给出了直线电机电流与切削力的关系,确定了以直线进给轴电机驱动电流为反馈对象、以进给速度为控制输出量的控制原理。围绕进给轴恒电流加工控制目标,选择了模糊控制作为直线驱动进给加工过程的控制方法。结果表明模糊控制有更快的响应时间和更好的抗干扰性,并可有效地保护刀具和提高20%的铣削加工效率。     

基于微处理器的STD总线进给伺服系统设计

本文提出了基于微处理器的ＳＴＤ总线高精度进给伺服系统设计方案。给出了伺服系统在ＭＫＡ２９４５七轴连续轨迹数控座标磨床上的应用效果。     

面向性能增强的双惯量伺服系统状态反馈控制

为避免使用函数逼近器(神经网络或模糊系统),并提高双惯量伺服系统的瞬态响应和稳态性能,针对含外部扰动的双惯量伺服系统,提出一种基于预设性能函数(Prescribed performance function, PPF)的类比例状态反馈控制策略.首先,提出一种改进的带有最大超调、收敛速率以及稳态误差的预设性能函数,并将该函数融入控制器设计使二惯量伺服的跟踪误差保持在预定的边界之内.其次,基于预设性能函数设计了类比例状态反馈控制器实现跟踪控制.与传统基于函数逼近控制方法相比较,该方法可降低控制系统计算复杂度同时消除反演控制中存在的复杂度爆炸问题.最后,利用双惯量伺服系统实验平台开展了对比实验,验证了所提出方法的有效性.     

基于ActiveX控件的雷达动态信息系统的实现

简述了机载雷达记录信息的特点,提出了信息搜索及目标再现的优化算法,给出了对于多目标动态雷达信息的计算机分析与再现方法.利用ActiveX控件技术,实现了软件系统的可移植性,有效地解决了机载雷达告警记录信息处理的通用性问题,满足了不同层面应用的需要,提高了部队的战斗力.     

Modeling Rogowski Coils for Monitoring Surge Arrester Discharge Currents

Rogowski coils (RCs) are widely used to measure power or high frequency currents based on their design. In this paper, two types of RCs that are circular (traditional) and cylindrical shapes wound using wire covered by varnish are constructed. This construction is carried out to be suitable for monitoring the discharge current of the surge arrester installed in the distribution system. Concerning high frequency RC modeling for both types considering transfer function is introduced. Self-integrating for both types is attained. Therefore, the experimental tests using function generator for both coils are carried out to identify the parameters of the transfer function representing the introduced model. The measured signals for current and induced voltages are denoised for the parameter identification process. The denoised process is achieved using the MATLAB code ‘wdenoise’ while the parameters are estimated using the system identification toolbox. Verification of the proposed model is achieved using experimental results for the two coils. The sensitivity of the two coils is investigated based on the induced output voltage. The application concerning the two coils for monitoring the discharge current of the surge arrester is done. The results confirm the accuracy of the introduced RC model, as well as the performance of the cylindrical shape, is better than the traditional one. The simulation is carried out using MATLAB and ATPDraw programs.     

Innovative wavelet based speech model using optimal mother wavelet generated from pitch synchronous LPC trajectory

The paper proposes an innovative technique for generation of optimal mother wavelet using LPC trajectory with special reference to speech recognition. A new wavelet based model is proposed for speech signal processing. Lower order linear predictor coefficients (LPC) are related to the vocal tract area near lip that is the articulating organ. The trajectory of second LPC is proposed for the generation of mother wavelet for speech recognition. The observation interval is selected as the pitch period that represents one complete cycle of speech waveform. LPC of order 10 are evaluated for each pitch synchronous (PS) segment. An innovative technique is proposed for the generation of mother wavelet. The mother wavelet is separately generated for each word utterance. This generates a multidimensional space for speech words and increases the recognition accuracy. The wavelet transform (WT) coefficients are evaluated with respect to the generated mother wavelet for each word utterance and are stored as template along with the generated mother wavelet for each word utterance. The data base consists of 30 word utterances recorded locally using the sound recorder facility. In the recognition mode, the external word utterance is scanned and is divided into PS segments. The trajectory of second LPC is tracked. WT coefficients are evaluated with respect to the mother wavelet of each word in the vocabulary and are compared with the template for each word. The results indicate 100% recognition accuracy.     

分布式协同虚拟实验室的设计与实现

讨论了可用于网络研究和学习的分布式协同虚拟实验室技术,提出了该技术的HLA/Java 3D构建方案.将实验系统定义为一个联邦,实验目标由联邦成员协同完成.联邦成员由4个线程组成,其中Applet线程和远程更新线程负责虚拟实验室图形渲染,联邦成员主线程和RTI回调线程实现协同控制.该系统完成了该4个线程的设计,并用队列和阻塞实例实现了线程之间的协调,解决了RTI重入问题.实验结果表明该方案是可行的.     

Automatic background music generation based on actors' mood and motions

Since adding background music and sound effects even to short animations is not simple, an automatic music generation system would help improve the total quality of computer generated animations. This paper describes a prototype system which automatically generates background music and sound effects for existing animations. The inputs to the system are music parameters (mood types and musical motifs) and motion parameters for individual scenes of an animation. Music is generated for each scene. The key for a scene is determined by considering the mood type and its degree, and the key of the previous scene. The melody for a scene is generated from the given motifs and the chord progression for the scene which is determined according to appropriate rules. The harmony accompaniment for a scene is selected based on the mood type. The rhythm accompaniment for a scene is selected based on the mood type and tempo. The sound effects for motions are determined according to the characteristics and intensity of the motions. Both the background music and sound effects are generated so that the transitions between scenes are smooth.     

可压缩全速湍流流动的边界数值处理方法研究

计算流体力学问题的边界条件处理方法关系到数值仿真结果的精确度。为解决算法的精度,提出了三维可压缩湍流流动的边界条件数值处理方法,对所研究的边界类型包括进口边界、出口边界和固体壁面,流动的速度范围涉及亚音速、跨音速和超音速。流场数值仿真采用SIMPLE算法,湍流采用k-ε模型仿真。将边界总结为沟通型和孤立型边界两种类型,对每一控制方程分别阐述特定的数值处理方法。应用提出的边界处理方法对单圆弧凸包通道进行数值仿真获得了合理的结果,跨音速和超音速情形下准确地计算出了流场中存在的激波。     

Apache SuEXEC安全模型的分析与改进

随着Internet的广泛应用,通过WWW对网络的攻击日益增多,作为实现WWW交互能力的重要手段CGI（common gateway interface),其安全机制直接影响到Web服务器的安全性,使攻击者有可能通过Web服务器实现其攻击目的,比较了3种主要的保护CGI程序安全运行模型,并通过对一个攻击例子和对Apache SuEXEC CGI安全模型源代码的分析,提出该例子的攻击链可以通过SuEXEC的安全防护层并讨论其不安全的因素,给出了相应的防御措施,提出了一个改进的CGI安全保护层模型。     

自治水下机器人避碰算法及其仿真研究

为了提高水下机器人(AUV)在复杂海洋环境下的自适应性,文章对传统的避碰方法进行了改进.对AUV的禁入区和潜在碰撞区进行了安全性分析.建立了前视声纳模型以及三维水下规划空间模型.提出了基于强化学习、BP神经网络及人工势场相结合的避碰算法.在AUV与环境的试错交互中,借助于来自成功和失败经验的奖励和惩罚值,不断改进水下机器人的自治能力.设计了AUV深度行为模糊协调器, 对潜深行为和距底高度行为进行协调融合.开发了AUV运动规划与仿真的半实物软件系统,仿真试验证明了算法的合理性与可行性.研究对于提高AUV的自主性和安全性具有重要的应用价值.     

二维多域弹性问题虚边界无网格伽辽金法分析

针对复杂的不同材料属性的多域组合问题（比如复合材料交界面上接触应力的计算）,虚边界无网格伽辽金法被进一步研究,提出了二维多域弹性问题虚边界无网格伽辽金法。简要介绍了多域组合思想、子域虚边界元法,详细推导了二维多域弹性问题分析的虚边界无网格伽辽金法,得到具体的离散格式,便于编程,推广研究。方程的加权系数为位移、面力、连续边界上的位移与面力关系式偏导,数值意义明确,公式具体。最后通过计算数值实例为复合材料交界面上接触应力的计算,给出了复合圆盘接触面上的法向、径向应力,分多种方案调整每个子域的虚边界半径值,所得结果与解析解、其他数值方法进行比较。结论是二维多域弹性问题虚边界无网格伽辽金法的方法计算可行、精确性与稳定性好。     

圆弧插补及误差控制在数控加工中的应用

分析了圆弧插补的方法,提出了圆弧插补的计算法,并推导出圆弧插补时的各种计算公式;引入插补误差来进行大跨距插补,减少圆弧的段数;提出判断顺逆圆的判据,并开发相应的计算程序及自动生成NC代码的程序。