基于dSPACE实时仿真的无刷直流电机控制系统

通过无刷直流电机控制系统的设计及在线仿真过程，介绍了基于dSPACE的半实物仿真技术。实验证明，dSPACE提供的半实物仿真开发平台可方便快捷地构建控制系统的模型，完成控制系统的设计和调试。显示了dSPACE实时仿真平台与传统开发工具相比有其自身的特点和优势，可成为开发系统或控制器设计的又一选择。     

车载三轴稳定平台的陀螺耦合分析

车载测量或拍摄系统经常采用三轴陀螺稳定平台消除汽车姿态对测量或拍摄的影响,当载体作大姿态复合运动时,由于三轴稳定平台的结构,使得平台在运动过程中轴间不能始终保持相互正交,如果系统采用陀螺速度反馈,则陀螺输出产生耦合,影响测量结果.本文分析耦合产生的原因,探讨影响耦合量的因素,并给出了一种解耦方法,有效分离的稳定平台的陀螺间耦合作用,保证车载测量或拍摄系统的稳定精度.     

振动条件下陀螺稳定平台漂移大的分析研究

系统分析了随机振动对陀螺稳定平台性能的影响。提出振动条件下机械谐振是导致陀螺漂移变大从而影响陀螺稳定平台漂移的重要因素。进而改进振动夹具以避开谐振频率的方寨。最后通过对陀螺稳定平台系统的模态仿真和试验验证了理论分析的正确性和改进措施的有效．巨。改善了稳定平台的振动测试性能。     

基于dSPACE四轮电动车无刷电机驱动控制系统实验平台研究

建立了适合四轮电动车用无刷直流电机的数学模型,结合四轮电动车的实际需要,设计和扩展dSPACE相关的外围硬件电路,使得dSPACE和MATLAB/Simulink无缝连接建立起了无刷直流电机控制系统实验平台.     

三轴陀螺稳定平台空间解耦算法及其工程设计

陀螺稳定平台能够隔离载体扰动对任务设备的影响,在惯性空间内保持设备姿态稳定,工程上具有广泛的应用。通过对方位-横滚-俯仰型三轴陀螺稳定平台的稳定机理分析,推导了三轴陀螺稳定平台的稳定条件及稳定控制表达式,并对工程中常用的不同陀螺安装位置进行了解耦分析。针对陀螺安装于俯仰框架上的工程实际应用情况,设计了一种新的控制环路,并进行了控制算法仿真和实际验证,为后续同类设备研制提供了一种有效的设计方法。     

航空光电成像平台角位置陀螺和 角速率陀螺的稳定效果分析

研究了角速率陀螺稳定平台在目标跟踪时瞄准线始终围绕视场中心做约2 Hz晃动的现象,理论推导及数值分析认为引起这一现象的原因与光电稳定平台的静态力矩刚度为0、隔离度仅为71.4 dB有关。采用基于角位置陀螺的光电稳定平台,其静态力矩刚度为1 732 Nm,隔离度提高到126 dB,可以有效地消除这种晃动。     

陀螺稳定平台扰动的自抗扰及其滤波控制

分析了影响陀螺稳定平台隔离控制精度的主要因素,包括被控系统模型中的未建模部分、状态的随机扰动以及输出信号的测量噪声等。研究了综合解决各方面影响因素的控制方案以进一步提高陀螺稳定平台隔离精度。针对上述影响因素,设计一个两步控制策略。第一步,利用自抗扰对系统中未建模部分进行观测及其前向补偿,将自抗扰控制中的反馈控制设计为PID控制,以实现抗平台扰动的调节控制;第二步,利用Kalman滤波器对系统中的状态扰动及测量噪声进行滤波消除。详细描述了提出的控制策略并对其性能进行了系统仿真实验及参数优化。结果表明,该方案在幅值为3°、频率为1/6Hz的载体扰动下能达到4.61%的隔离度,与非线性摩擦力建模辨识及其前向补偿策略控制实际陀螺稳定平台达到的隔离度的最好值9.39%相比,文中提出的控制隔离性能提高了50.9%,具有更高的实用价值。     

新型混合动力系统硬件在环试验研究

针对一种采用行星齿轮机构的新型重度混合动力系统,为了缩短其开发周期,设计了该系统的硬件在环仿真试验平台,分析了该系统试验平台的总体结构和控制原理,制定了该混合动力系统在驱动工况和制动工况下台架试验控制流程。利用MATLAB/Simulink与dSPACE实时仿真平台开发了新型混合动力系统硬件在环试验控制系统,对系统的相关性能进行了试验验证。试验结果表明,所搭建的硬件在环试验系统能较好地验证新型混合动力系统的各种工作模式。     

光电陀螺稳定平台的分数阶控制

为了提高光电陀螺稳定平台的隔离度,改善其在速度扰动情况下的稳定精度和跟踪精度,将分数阶PIλ控制器引入到光电陀螺稳定平台的速率环控制中。首先,说明了采用常规PI控制提高系统精度的弊端,介绍了分数阶微积分和分数阶PIλDμ控制,提出采用分数阶PIλ控制器来提高控制系统的控制精度。然后,针对采用电流环的等效一阶纯积分控制对象,提出基于稳定裕度和剪切频率的设计方法,该方法同样适用于整数阶PI控制器。最后,以机载光电陀螺稳定平台为研究对象,分别采用分数阶PIλ和整数阶PI控制器进行了阶跃响应、速度扰动隔离和稳定精度的实验研究。实验结果表明,采用分数阶PIλ控制器的系统具有阶跃响应超调量小的优点,在幅值为3.14(°)/s,频率为0.5Hz的速度扰动下,速度扰动隔离度提高了约38%,稳定精度提高了约40%。实验表明,与整数阶PI控制器相比,采用分数阶PIλ控制器可在保证稳定裕度的前提下提高系统的控制精度,且与整数阶PI控制器一样具有易于工程实现的优点。     

基于陀螺稳定平台的动态位置环设计

介绍了陀螺稳定平台常用的速度补偿控制算法原理,指出了速度补偿控制算法存在的动态误差缺陷,并针对该缺陷提出了基于陀螺和编码器的动态位置环的控制方法。文中结合两轴陀螺稳定平台系统结构对算法进行了详细介绍,并对比测试了速度补偿控制算法和动态位置环控制算法在样机上的稳定精度,数据表明动态位置环控制算法能有效提高陀螺稳定平台的稳定精度。该算法已成功应用于动中通和光电吊舱项目中,设备运行稳定可靠。     

RESEARCH ON CONTROL OF FLYWHEEL SUSPENDED BY ACTIVE MAGNETIC BEARING SYSTEM WITH SIGNIFICANT GYROSCOPIC EFFECTS

Traditional PID controllers are no longer suitable for magnetic-bearing-supported high-speed flywheels with significant gyroscopic effects. Because gyroscopic effects greatly influence the stability of the flywheel rotor, especially at high rotational speeds. Velocity cross feedback and displacement cross feedback are used to overcome harmful effects of nutation and precession modes, and stabilize the rotor at high rotational speeds. Theoretical analysis is given to show their effects. A control platform based on RTLinux and a PC is built to control the active magnetic bearing (AMB) system, and relevant results are reported. Using velocity cross feedback and displacement cross feedback in a closed loop control system, the flywheel successfully runs at over 20 000 r/min.     

基于工控机的输油管道测试平台的研制

设计了一种输油管道测试平台系统,其可以测试管道保持压力的能力、是否泄漏油料及泄漏的程度.平台硬件采用研华工控机和数据采集控制卡[1],软件部分使用Microsoft Visual C 6.0编写;系统控制方法采用闭环控制[2].该平台降低了工人的劳动强度,提高了被测系统参数的测试精度,同时提高了测试效率和测试的安全性.     

汽车ESC系统DIL/HIL仿真平台设计

全面准确地标定与测试是开发车辆电子稳定控制(electronic stability control,ESC)系统的关键环节。车辆控制过程是典型的强非线性系统,建立精确的车辆模型比较困难,驾驶员模型也很难准确模拟紧急工况下驾驶员的真实反应。在仿真系统中将难以精确建模的液压制动系统、ESC压力调节单元、转向及电子节气门装置采用真实硬件,并在试验平台中嵌入真实驾驶员,基于Matlab/Simulink/dSPACE环境和车辆动力学软件veDYNA,开发硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)和驾驶员在环(driver-in-the-loop,DIL)的仿真试验平台,并在此平台上对所设计的ESC系统进行仿真试验研究。试验结果表明,所设计的DIL/HIL仿真平台可以大幅提高ESC系统的开发效率和测试准确性。     

电磁轴承数字控制系统设计及实现

电磁轴承系统的刚度、阻尼是可调的 ,所以 ,其动态性能与采用的控制器有关 ,有可能获得最优的控制策略。本文在原有模拟控制系统的基础上 ,采用 DSP技术 ,设计了一种新的数字控制系统 ,着重从控制器硬件、软件结构方面进行了讨论 ,并予以系统实施。采用工业控制专用的 DSP芯片、集成的 A/ D和数字 PWM控制输出接口 ,提高了数字控制器的速度和可靠性 ;控制器串口的设计使得其过程监控和状态分析更为方便 ;使用简单的数字 PID算法 ,实现了 8.5 kg转子的五自由度稳定起浮和旋转。这种数字控制系统可作为开发和实施实时控制策略、进行电磁轴承产品工程化的实用平台 ,也可以替代现有的模拟控制系统。     

基于虚拟仪器的网络化内燃机检测平台设计

介绍了内燃机测试网络检测平台的总体设计方案,探讨了内燃机测试状态参数的选取原则,确定了内燃机检测中的状态参数及其传感器的选型与配置方案.完成内燃机测试的信号调理电路的硬件构建与设计,选用图形化的虚拟仪器软件平台LabVIEW开发了内燃机测试网络实验室的应用软件,整个软件结构由信号采集模块、主控模块、手动测试模块、程控测...     

基于Lab Windows/CVI平台的水泵试验台测控系统设计

针对水泵试验台测控系统的实时性、复杂性等特点，文章从硬件设计和软件开发两方面详细描述了测控系统的实现机理，并采用Lab Windows／CVI平台完成了测控软件的开发。实践证明，所设计测控系统操作方便，控制平稳准确，能有效提高测量效率。     

一种基于Windows的全软件数控系统

采用Windows操作系统下外围设备的硬件中断并合理运用Windows的抢占式、多线程机制,可以有效地解决全软件数控系统的插补计算及位置控制的实时性问题。介绍了一种基于Windows2000的全软件数控系统,主要阐述了数控系统软件的功能与结构和I/O适配卡的硬件原理。实践证明,这种前后台结构的数控系统的研制是成功的。     

液压万能材料试验机测控系统研究

为解决材料试验机测控系统功能单一、扩展试验复杂等问题,将基于Delphi语言的软件技术与基于单片机的自动控制技术结合应用到万能材料试验机的控制系统中。开展了针对通用材料拉伸、压缩等试验标准的分析,建立了万能试验机测控系统软、硬件与试验标准规程之间的关系,提出了模块化的上、下位机软件及硬件的设计方法;在建立测控系统上位机软件及下位机软、硬件平台的基础上,对提出的模块化实验设计方法进行了评价,并进行了多目标持荷试验、水泥胶砂抗压试验以及金属拉伸试验。研究结果表明,基于Delphi与单片机的上、下位机模块化试验系统方案能够满足各种材料试验标准需求,具有试验规程编制简单灵活的特点,解决了万能材料试验机功能单一、试验扩展复杂的缺点。     

基于控制卡的材料试验机控制系统设计

电子万能材料试验机是材料力学性能的测试平台。主要探讨了电子万能材料试验机控制系统的设计,提出了基于控制卡的伺服控制系统,包括系统的总体结构设计、信号采集和控制系统的实现以及系统的软件开发等。基于控制卡的伺服控制系统的应用对材料试验机性能和自动化程度的提高有很大帮助。     

GPTS3.0通用自动测试系统软件平台

介绍了以标准ATLAS716编译器及IVI COM技术为核心的GPTS3．0通用自动测试系统软件平台，及其在自动测试中的具体应用。GPTS3．0平台以IVI技术为核心，为编写、运行和调试ATLAS测试程序提供工程集成环境，用户在工作区下创建编辑ATLLAS TPS所需要的各部分内容，包括ATLAS源程序、各ATLAS模块，系统连线表，适配器连线表和虚拟资源分配文件，提高了开发效率。该软件平台是国内唯一使用IVI技术的软件平台，具有国际先进水平。