控制棒驱动机构智能感知与诊断系统架构设计与实现

为提升核反应堆关键设备的智能化水平，使设备能根据实时获取的多源信号实现运行状态的自我感知、诊断和反馈，本研究针对控制棒驱动机构开发了控制棒驱动系统自适应控制数字化模型和控制棒驱动机构故障诊断智能模型，并基于dSPACE实时仿真系统搭建了控制棒驱动机构智能感知与诊断系统实验样机。通过功能验证，证明该系统能根据控制棒驱动机构线圈电流和振动信号对控制棒驱动机构的正常运行工况和典型故障模式进行实时判别、故障诊断、反馈与自适应控制，各种运行状态的识别准确率达到99.2%以上，为后续核反应堆智能设备的研制提供参考。     

控制棒驱动机构智能感知与自适应控制系统设计及仿真验证

控制棒驱动机构作为核反应堆控制和核安全保护系统的执行机构,对其运行状态进行有效监测是防止反应堆发生控制棒卡棒、滑棒和驱动失灵,保障核反应堆安全经济运行的必要手段。本文在研究分析控制棒驱动机构线圈电流和振动信号特征的基础上构建了控制棒驱动机构状态判别与故障诊断模型,并基于dSPACE实时仿真系统建立了控制棒驱动系统自适应控制数字化模型和控制棒驱动机构智能感知与自适应控制实验样机。通过功能验证,证明该系统能根据电流和振动信号实现对控制棒驱动机构正常运行工况和典型故障模式的实时判别、故障诊断与自适应控制,运行状态识别准确率达到99.2%以上,为后续核反应堆智能设备的研制提供参考。     

基于WDM的冗余设备驱动模型设计

随着计算机技术的发展,冗余技术成为提高计算机系统可靠性的有效方法之一;文中提出了一种基于WDM的冗余设备驱动模型,该模型可用在实现PCI设备的故障检测或冗余设备驱动设计中,具有一定的通用性;重点介绍了此驱动模型的基本结构和实现,并利用此模型设计双冗余CAN卡驱动和双冗余网卡驱动,给出了其冗余部分的设计流程;通过对CAN卡驱动与网卡驱动的冗余切换功能测试,结果表明此模型可实现实时总线故障情况下的冗余切换,证明了此模型在提高系统级可靠性方面具有一定的实用价值。     

基于VxWorks的双端口网卡智能双冗余驱动

针对PC104结构SCM/DETH双端口以太网卡设计实现了一个基于VxWorks系统的智能双冗余网络驱动,在驱动程序中实现了网络通信故障诊断及网卡间智能切换等功能。通过对智能双冗余驱动进行性能测试,验证了设计的正确性和有效性。     

多节链式移动机器人单元模块研究与设计

为满足多节链式输电线巡检机器人质量轻、驱动元件少的应用需求,利用柔索驱动质量轻的特点,提出一种新型单电机柔索驱动的单元模块,并给出其支撑端切换方法．然后,设计机器人单元模块具体结构及原理样机,并建立单元机构运动模型．通过单元俯仰运动实验及支撑端切换实验,得出单元俯仰角度与仿真结果一致,且支撑端切换过程平稳．实验结果表明单电机柔索驱动方案能减少驱动电机数量、实现支撑端切换、满足机器人的越障需求．     

基于STM32的微型步进电机驱动控制器设计

设计了一种微型步进电机驱动控制器,通过上位机界面修改步进电机转速、旋转角度、细分系数。该设计以STM32F103T8U6作为主控制器,以A4988步进电机驱动设备,上位机串口界面作为人机接口界面,详细分析步进电机驱动设备的工作原理、各部分接口电路以及控制器设计方案。通过实物设计实现了步进电机转速、正反转任意角度和细分系数的控制,并通过精确计算步进脉冲个数实现了任意旋转角度的精确控制,该驱动控制器步进角度精度高达0.112 5度。     

翻车机双电机同步驱动自适应控制研究

翻车机运转过程中要求两个驱动电机同步运行,为了达到较好的同步效果又不影响电机的寿命,以翻车机中两个驱动电机为研究对象,针对翻车机双驱动同步控制的问题.提出一种自适应控制算法.用电气控制的方法代替传统的强制同步,通过自适应理论设计控制器.经过自适应律产生的反馈作用来修改主电机和从电机控制器的参数,产生辅助控制量,使两电机的角速度保持一致.仿真结果表明,该控制方案抗干扰性强,收敛速度较快,能够较好地满足被控对象对高精度的要求.     

控制棒驱动机构及位置指示线圈智能检测装置研究

核电厂需要定期对控制棒驱动机构及位置指示线圈进行电气性能检查,目前采用的人工测量方式存在效率低、易出错、难分析的问题。提供一种针对压水堆控制棒驱动机构和位置指示线圈电阻、绝缘测量和电感的智能测量装置,通过对测量模块、控制模块、切换模块、编程电源模块、接口模块、控制软件、测量套件的开发,实现了只需在被测件上连接一次,即可自动完成对该被测件多个通道的直流电阻、绝缘电阻和电感等参数的测量、计算、判定、存储和打印等工作,大幅度提高了工作效率,降低了工作难度,减少了人因失误次数,为设备可靠性研究提供了技术基础。     

基于双冗余的系留气球测控计算机设计

测控计算机作为系留气球平台的重要组成部分,对球体能否正常飞行起着至关重要的作用.为满足可靠性要求,结合工程上常用的两种双冗余热备份的结构特点,提出了基于“心跳信号”的测控计算机双冗余设计方案,该方案具有较为简单的切换逻辑和较强的抗干扰性能.该设备于2015年进行了外场飞行试验,连续工作15天,球体参数采集、机构控制、压差自控和链路自动切换等各项功能正常,系统工作稳定,验证了该测控计算机能够满足系留气球平台长时间飞行的要求.     

基于CompactPCI技术的双冗余网卡设计

本文介绍了一种基于CompactPCI技术的双冗余网卡的硬件和驱动软件设计。本设计从硬件和软件上完全满足高可靠设备的需求,网卡切换时间小于6毫秒;软件驱动具有判错和自动切换功能,在设计上有独到之处。该设计已应用在某高可靠设备上。     

Optimized techniques for driving and control of the switched reluctance motor to improve efficiency

This work presents modeling, driving and classical speed control techniques for the switched reluctance motor. The aim is to improve the computational model, the control response and the machine efficiency. A parametric regression model was used to find the inductance profile of the switched reluctance motor and from the new inductance profile model. The drive and control techniques are shown: (i) with speed control acting on the excitation voltage and fixed switching angles, (ii) with speed control acting on the switching angles and fixed excitation voltage and (iii) with speed control acting on the excitation voltage, in this case, with dynamic switching angles and controller parameters. The inductance profile is represented by expression and inserted into the machine computer model, allowing greater precision and low computational cost. The speed control acting on the excitation voltage with dynamic controller parameters and dynamic switching angles allowed: (i) shorter response time for a wide range of control, (ii) higher efficiency, (iii) low computational cost and (iv) simplified implementation and maintenance. The techniques proposed in this work obtained precision of the computational model with respect to the system (in workbench) and optimized parameters in a wide range of the speed control, allowing an improvement of switched reluctance motor efficiency.     

Intelligent motion control for linear piezoelectric ceramic motor drive

Since the dynamic characteristics of a linear piezoelectric ceramic motor (LPCM) are highly nonlinear and time varying, it is difficult to design a suitable motor drive and position controller that realizes accurate position control at all time. This study investigates a double-inductance double-capacitance (LLCC) resonant driving circuit and a sliding-mode fuzzy-neural-network control (SMFNNC) system for the motion control of an LPCM. First, the motor structure and LLCC driving circuit of an LPCM are introduced. The LLCC resonant inverter is designed to operate at an optimal switching frequency such that the output voltage will not be influenced by the variation of quality factor. Moreover, a SMFNNC system is designed to achieve favorable tracking performance without precise dynamic models being controlled. All adaptive learning algorithms in the SMFNNC system are derived in the sense of Lyapunov stability analysis, so that system-tracking stability can be guaranteed in the closed-loop system. The effectiveness of the proposed driving circuit and control system is verified by experimental results.     

四轮轮毂电动汽车航向跟踪自抗扰控制

设计了一种用于四轮轮毂电动汽车航向跟踪的高性能控制策略,采用双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层.在直接横摆力矩制定层,分析了汽车航向的动态模型,并通过数学变换,创新性地设计了两个串联起来的自抗扰控制器,计算出了跟踪设定航向角所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法.通过Matlab/Simulink仿真验证了所设计控制策略的有效性.     

基于M60保护装置的泵站计算机监控系统

UR系列M60电动机保护装置,具备可配置的多个输入、输出通道,可实现用户个性化控制功能,故在泵站监控系统中引入应用。简要介绍泵站计算机监控系统结构,M60电动机保护的设计原理和功能,详细阐述在南水北调泗阳站中通过M60与PLC结合的方式实现计算机监控系统功能,实际应用说明,M60为泵站监控系统核心信号采集单元,PLC辅助实现设备全自动控制功能。     

多光谱痕迹检测仪滤光片切换系统设计

多光谱痕迹检测仪是一种用于痕迹检测的警用仪器,滤光片切换系统是实现多光谱光源的重要组成部分.为了获取多光谱光源,需要对作用于光源的两组滤光片分别进行自动切换,应用单片机AT89C51提供控制和时序信号,采用步进电机驱动芯片L298驱动两个步进电机,实现两组滤光片的精确切换.运行实验表明,滤光片切换系统工作平稳、可靠.     

一种感应电机多模型解耦控制方法研究

提出一种基于新型广义逆系统的感应电机多模型解耦控制方法.通过对电机输入空间进行划分,利用神经网络辨识得到其广义逆系统模型,并针对每个子逆模型设计相应的控制器,使得闭环控制系统的传递函数实现任意的零极点配置.通过对电机输入空间的训练数据进行聚类,计算参考信号对每个类的相异度以实现模型之间的切换.仿真实验表明,该方法可对电机的转速和磁链实现有效的解耦控制,整个控制系统具有良好的鲁棒性.     

基于模糊与自校正技术的超声电机伺服控制

通过电机的工作原理和速度特性分析,选定驱动频率为其控制变量;为实现电机快速而高精度位置控制,引入模糊和自校正复合控制技术,其中,模糊逻辑控制技术意在实现控制的快速性,自校正技术用以提高控制精度;组建了控制系统,完成了相应的控制实验;结果表明:在超声电机上采用这种复合控制技术上可以得到较好的控制效果。     

基于STM32的力反馈型康复机器人控制系统设计

研究了一种基于STM32的力反馈型康复机器人控制系统的设计。采用位置传感器和扭矩传感器检测康复机器人机械臂的位置信息以及机械臂与患者的相互作用力信息,将位置信息与作用力信息送入基于ARM-M3内核的STM32微控制器进行处理,从而实现康复机器人中驱动电机的控制。该系统硬件处理电路包括了扭矩信号的信号调理单元、微控制器控制单元、电机驱动单元以及USB接口单元。经实验验证,本系统可以实现康复机器人的平稳安全的控制。     

非接触式里程表传感器检测工装的设计

里程表传感器是将车速表和里程计连接在一根驱动轴上,既能指示汽车的行驶速度又能记录汽车的行驶距离。非接触式里程表传感器检测工装,通过触摸屏输入不同的转速信息传送到PLC,伺服控制器接收PLC输出的脉冲信号后进行运算处理,来驱动伺服电机工作,此时测速元件就会测量出伺服电机的转速,将转速信息通过反馈元件传递给伺服控制器,这样构成了一个可以使转速稳定的闭环系统,完成里程表传感器质量的检测。