杆式旋转超声电机在精密定位平台上的应用

介绍了一款杆式旋转超声电机,它由一个定子和两个转子构成,利用两个一阶弯曲振动模态工作。将该电机应用于驱动精密定位平台,并构建了基于计算机与GO-400运动控制器的精密定位平台控制系统。对于杆式超声电机,当利用专用驱动器供电,驱动器的输入电压为直流15V时,电机的空载转速为206r/min,堵转力矩为0.273N.m。对于精密定位平台,通过对电机进行正/反转控制、速度PID控制,实现平台的精密定位,定位精度达到2μm。进行了平台步进试验,其正/反向的位移分辨力都为1μm。利用旋转超声电机作精密定位系统的致动器时,可以采用旋转型光电编码器代替昂贵的直线型编码器,从而大大降低整个精密定位系统的价格。     

机器人定位电机的控制及改进算法

在分析键盘装配机器人定位电机控制原理及算法的基础上,提出了定位电机控制的改进算法,使其定位精度得到提高,此方法可应用于各种电机定位系统.     

精密超精密定位技术及其应用

介绍精密超精密定位技术的基本概念，目前国内外所能达到的定位精度水平和定位系统的构成，并对实现超精密定位的关键技术进行分析和讨论，最后介绍笔者在这一领域的研究工作。     

音圈电机驱动的快速定位系统运动建模与参数辨识

针对传统驱动方式在快速定位方面的不足,本文研制了一种基于音圈电机驱动的快速精密定位系统,对其机电耦合特性进行了深入分析,建立了快速定位系统在大行程、高加速度下的传递函数模型;在此基础上,进行了最小二乘法和levy法参数辨识,并通过定位实验对辨识结果进行了分析和比较,为控制器优化设计、提高系统定位精度提供了很好的参考。     

二维精密定位系统的误差分析与补偿

针对所设计的基于运动控制卡的精密定位平台,提出了一种测量系统总体误差状况的方法,通过对精密定位系统中宏动平台进行定位误差的测量和分析,根据测量的误差情况提出了误差补偿的方法,采用闭环控制对系统的误差进行补偿,使其定位精度得到了大幅的提高.     

PCB焊点的机器视觉精密定位系统

针对工业上PCB焊点定位问题,搭建了PCB焊点的机器视觉精密定位系统,提出了包括硬件系统、软件系统和图像处理算法的技术方案。通过亚像素级焊点轮廓检测、运动台四轴联动控制等手段,硬件、软件、算法三位一体相结合,提高系统的定位精度。开展了精度标定实验和焊点定位实验,证明了该系统在定位速度和精度上的可行性。     

基于S7-200和V80伺服定位系统设计

介绍了某厚度测量装置中设计的一套精密伺服定位控制系统,该定位系统设计采用了S7-200系列PLC和V80伺服驱动器。详细阐述了测量原理、伺服定位控制系统结构、控制策略及控制流程。通过对伺服驱动器、运动包络参数配置和逻辑流程设计,实现了对被控对象的精密定位控制、速度控制、方向控制。最后还介绍了伺服定位系统定位误差消除方法。该伺服定位系统定位运行平稳,定位精度可达到1微米。     

基于CMAC神经网络控制的精密定位控制系统

利用双光栅衍射得到的激光莫尔信号进行精密定位具有很高的灵敏度和定位精度。但该系统存在非线性、滞后性等缺点，很难以精确建模和采用传统的控制方法来控制。为此将CMAC神经网络应用于该控制系统中，实验表明基于CMAC神经网络控制的精密定位系统响应速度快、稳定性好，取得了良好的控制性能。     

宏微双级驱动精密定位平台的建模与控制

为实现定位系统在大行程中高精度定位,设计了一种宏微双级驱动精密定位平台。采用金属波纹管直接驱动宏动平台,实现了系统大行程进给。安装在宏动平台上的音圈电机驱动微动平台,补偿宏动平台产生的误差并实现系统的高精度定位。采用双光栅检测方案,增量式光栅反馈宏动平台的位置信号,绝对式高精度光栅反馈微动平台的位置信号,实现二级精密驱动定位系统的全闭环控制设计。分别对宏动平台和微动平台建立数学模型,提出宏动平台带前馈的PID闭环控制和微动平台的神经网络PID复合控制方案。实验结果表明:该定位系统能满足大行程高精度的定位要求,在50mm的行程中重复定位精度能达到0.6μm。     

精密定位系统的摩擦力建模与补偿

为了提高由直线电机驱动的精密定位系统的定位精度,建立了优化Stribeck摩擦模型,对摩擦力这一影响定位精度的主要因素进行补偿。首先,对于传统的Stribeck摩擦模型进行优化,采用改进的最小二乘算法对模型参数进行辨识。然后,对所建立的摩擦模型补偿算法进行仿真并与扰动观测器的补偿算法进行比较,发现前者速度比后者速度在补偿后提高了4.33%,对摩擦力具有更好的补偿效果。最后,在大行程二维精密定位平台上进行验证,根据平台能够达到的最大速度定义0.005 m/s为低速运动,0.05 m/s为高速运动,在这两种速度下进行实验,并与基于库仑摩擦前馈补偿模型比较。实验结果表明：精密定位平台在速度为0.005 m/s的低速运动时,优化模型的跟随误差减小了67.67%;在速度为0.05 m/s的高速运动时,优化模型的跟随误差减小了51.63%,验证了优化Stribeck摩擦模型补偿算法的有效性。本文提出的优化Stribeck摩擦模型可用于提高由直线电机驱动的精密定位系统的定位精度。     

基于单片机的超声波简易定位系统的设计

针对于现场测试时传感器的位置需准确定位,设计了一种可用于现场测试时传感器位置监测的超声波定位系统。利用超声波传感器实现对待定位传感器的距离测量,采用温度传感器减小环境温度对超声波波速的影响,并结合三角形测量原理使待测传感器的三维坐标值在LED上显示。研究表明,研制的超声波简易定位系统可以单独用来测量距离,并辅助测试传感器测点定位。     

复杂坏境下基于SINS/UWB的容错组合定位技术研究

针对超宽带无线定位系统在复杂坏境中出现的定位数据丢失以及粗大误差等导致SINS/UWB组合系统定位精度下降的问题,提出了一种基于超宽带定位系统容错判断的组合定位方法。首先根据捷联惯导测量值进行基于中值滤波的运动载体静止状态检测,进而利用最小二乘法实现静止状态下捷联惯导量测偏差矫正;然后在建立SINS/UWB组合定位模型的基础上,引入决策树容错判断机制,对超宽带定位系统在复杂环境中由于信号干扰以及非视距导致的测量数据丢失以及粗大定位误差进行实时评估,进而应用卡尔曼滤波算法,实现容错组合定位系统的构建。在搭建的SINS/UWB组合定位实验平台中进行模型验证,结果表明容错组合定位系统能够有效检测出UWB定位系统出现的定位数据丢失以及粗大定位误差,并且在UWB粗大误差状态持续6 s的情况下,容错组合定位系统仍然能够保持较高的定位精度。     

精密定位平台的系统误差分析及螺距误差补偿方法的实现

简要地介绍了研制的大行程纳米定位系统宏动工作台的组成,详细地分析了其系统误差特性及几种误差补偿方法。实验表明,通过双向螺距误差补偿法可使其定位精度得到较大的改善。     

基于激光测距技术的桥式起重机定位系统

为了解决罩式退火炉生产工艺中桥式起重机定位系统所存在的定位精度差、定位效率低、运行不平稳的问题,在保留原桥式起重机结构和控制方式的基础上,设计了采用激光测距器和条码定位仪作为测距测速传感器,结合工控机与可编程控制器实现精确的绝对认址及闭环控制的新型的桥式起重机定位系统。实际运行表明,该定位系统可使桥式起重机达到平稳加、减速运行,实现起重机在现场作业中高效精确定位,快速平稳运行。     

LAMOST光纤定位小焦面系统的构建与测试

介绍了LAMOST光纤定位小焦面系统的构造,系统主要包括如下几个部分:256个光纤定位单元,小焦面板,控制子系统,测量子系统,线缆与光纤,以及相应开发的控制及测量程序。测试结果表明光纤随机走点精度大部分(236/256)单元、绝大部分测试点(94.2%)达到了定位精度的要求(不超过40μm)。     

工程船锚泊动力定位系统设计与仿真分析

工程船舶通常需要通过定位操作来完成特定的作业。锚泊定位与动力定位是目前船舶海上定位操作过程中应用最为广泛的定位技术。锚泊定位系统由于具有结构简单、造价低廉等优点而被大量采用。但该系统受外界环境影响较大,定位精度较差,缺乏主动性和灵活性,因此在锚泊系统中增加辅助推进器以构成锚泊动力定位系统能够实现主动定位操作,提高了定位精度。针对某双体工程船锚泊动力定位系统的结构总体设计问题,给出了系统组成方案,并应用模型试验和经验公式对该系统在风、浪、流等环境载荷作用下的响应情况进行了仿真分析,通过仿真结果能够对系统方案进行验证,并指导最终实船样机的制造与调试。     

数控冲床辅助定位系统

数控冲床辅助定位系统是对型号为QS25-12B数控转塔冲床而设计的一个定位装置,使得手动定位加工时冲压位置更加精准。该辅助系统主要由滚珠丝杆导轨、电机、伺服系统、激光笔等组成,实现了定位系统的半自动化,缩短加工定位时间的同时提高了加工精度和加工效率。     

平面全向超声波测距模块优化设计

为了解决超声波换能器在室内定位系统中不利摆放的问题,利用超声波良好的方向性及其易于放射的特点,通过在其上方加装具有确定角度的超声波反射锥,反射超声波而得到水平面内环状传播区域,从而达到平面内全向测距定位的效果。结果表明,模块测距效果提升明显,可组网进行定位,对平面全向定位系统的研制有工程实际意义。     

基于机器视觉的嵌入式定位冲孔系统设计

随着国内电子工业的快速发展以及集成电路的广泛应用,印制电路板(PCB)的各项精度要求越来越高。介绍了一种基于机器视觉的嵌入式定位冲孔系统的设计方案,该方案通过快速Hough变换算法进行图像圆心定位,采用S3C6410芯片为主控芯片控制数字视频解码芯片TVP5150对CCD摄像头进行图像数据采集及处理,最后驱动SH2024B2和SH2046M型步进电机定位与冲孔。经过现场整机测试,该机的各项性能指标均达到了预期设计目标。     

一种新型高精度位置伺服系统的摩擦补偿控制

对含有摩擦环节的位置伺服系统,提出了一种新型的位置控制方法,针对TI公司MCK2407控制套件和PITTMAN3441无刷直流电机构建的位置伺服系统,设计了名义特性轨迹控制器,对该位置伺服系统进行了仿真分析和实验研究,实验结果表明该方法对摩擦具有很强的抑制作用,系统具有较高控制精度,响应速度快,超调量甚低.