摇摆式凸轮轴数控磨削插补算法及控制策略研究

根据摇摆式凸轮轴磨削运动几何原理 ,提出了一种多约束凸轮轴凸轮型线数控磨削插补技术 ,建立了以凸轮矢角θ为参变量的插补算法模型。给出了插补过程与实时伺服相分离的前后台式控制策略思想 ,并验证了插补算法的精度和效率 ,为研制摇摆式凸轮轴数控磨床提供了理论参考     

基于进给速度引导曲线的参数曲线实时插补器

设计了一种基于进给速度引导曲线的参数曲线实时插补器,给出了进给速度引导曲线的B-样条曲线生成方法。该方法在数控加工之前,通过建立进给速度引导曲线,来取代参数曲线实时插补进给速度规划的前瞻处理。实验表明,采用这种基于速度引导曲线的参数曲线实时插补器后,实时计算任务少,可以获得良好的伺服轴进给速度平滑效果和实时插补性能。     

多面形非圆曲面数控磨削加工实时插补方法研究

对任意n面形非圆曲面数控磨削加工控制与实时插补方法进行了系统研究，建立了多面形非圆轴孔连接数控磨削加工运动控制模型。提出一种多坐标联动基于圆心角分割的轨迹实时插补算法，给出了按型面曲率变化保持磨削表面速度均匀的进给速度实时自调整方法，成功地解决了多面形非圆曲面数控加工轨迹实时插补技术问题。     

基于STEP-NC的NURBS曲面插补方法研究

讨论了旧的数控编程接口标准ISO6983的缺点,研究了基于新数控编程接口标准STEP-NC的数控系统中的NURBS曲面插补技术.介绍了STEP-NC标准中关于NURBS曲面的描述,详细讨论了NURBS插补原理,插补预处理,NURBS曲面加工路径规划和实时插补轨迹生成算法,并给出了实例和仿真结果.NURBS曲面插补技术的研究为进一步研究STEP-NC数控系统奠定基础.     

SERCOS技术在机床数控上的应用

将基于SERCOS接口的开放式数控体系应用于机床软数控的研究。构建了一个软CNC平台。在此平台上实现了从语法分析、数据处理、插补计算、运动控制到反馈显示的整个数据流程。并以二维零件为例进行了调试。     

CNC参数曲线实时插补进给速度控制方法

通过分析数控加工中参数曲线的实时插补原理和进给速度控制原理,指出了Taylor展开算法和"参数-弧长"分段拟合算法用于参数曲线的实时插补具有理论上的局限性,并对CNC实时插补进给速度控制问题给出了本质描述,提出了基于牛顿迭代法的解决方案,给出了算法流程.仿真对比实验表明,该算法具有稳定性好、收敛快、运算量小、精度高等特点,满足实时运算要求,能够将进给速度波动率控制在理想水平.     

CNC参数曲线实时插补进给速度控制方法

通过分析数控加工中参数曲线的实时插补原理和进给速度控制原理,指出了Taylor展开算法和“参数－弧长”分段拟合算法用于参数曲线的实时插补具有理论上的局限性,并对CNC实时插补进给速度控制问题给出了本质描述,提出了基于牛顿迭代法的解决方案,给出了算法流程。仿真对比实验表明,该算法具有稳定性好、收敛快、运算量小、精度高等特点,满足实时运算要求,能够将进给速度波动率控制在理想水平。     

基于DSP的数控插补平台研究

介绍了一种基于DSP的数控插补平台。该平台由上位机以及基于DSP和FPGA的运动控制器组成。上位机进行G代码的解析处理,通过ISA接口传输给DSP,在DSP中完成多轴运动控制,包括插补预处理、多轴插补运算、伺服控制、数据采集和实时轮廓误差的计算等。插补算法中,采用前瞻控制和柔性的加减速控制,实现了多段直线或圆弧的连续插补控制。由于DSP运算速度快,插补周期可以达到1ms以内,因此,该平台可达到很高的插补精度。实验验证表明,该平台运行稳定,功能完备,同时具有较高的轮廓精度,适合各种插补算法的研究。     

NURBS曲线插补过程中运动平滑处理

由于不能通过积分方法在短时间内精确计算NURBS曲线的长度,使得在数控加工过程中实时计算减速距离、判断最终减速段开始点变得非常困难。基于插补的实际情况,给出一种实时计算减速距离的方法,在此基础上,实现了基于梯形速度曲线的速度平滑处理以及基于S形速度曲线的加速度平滑处理。模拟结果表明,该方法在NURBS曲线实时插补过程中,在保证误差的基础上,满足了插补周期和加减速的要求,且实现了速度以及加速度的平滑过渡。     

基于实时Linux的SERCOS接口-LIN-SERCANS及应用

实时Linux作为廉价并且可靠性高的实时操作系统,在通讯与数字控制领域越来越得到广泛的应用。SERCOS接口是新一代的数字驱动器运动控制总线接口。介绍了SERCOS总线接口的基本概念。阐述基于实时Linux的SERCOS接口—LINSERCANS的基本结构、使用方法、与SERCOS接口的关系及其在生产中、高档数控系统中的优势,并以数控横切机为例说明LINSERCANS的应用。     

单片机在PWM变频调速中的开发应用

本文介绍了以单片机为基础的PWM控制器,硬件简单、可靠,软件灵活、易变,可输出较好的PWM波形,能满足一般变频调速系统的要求,与其他PWM控制器相比,有其独到之处。     

乳化炸药油水相流量模糊控制器的设计

介绍了乳化炸药生产线油水相流量配比控制系统的工艺特点和PID控制器的缺陷，引入了模糊控制器，并阐述了其结构原理和具体设计过程，同时给出了由PLC实现的模糊控制程序设计。实验结果表明，用PLC实现的模糊控制器简单实用，提高了油水相流量配比的控制性能，为乳化炸药生产线油水相流量配比控制系统的发展提供了参考。     

转向缸系统反馈线性化分析与系统解耦

为解决汽车转向缸加载控制中出现的诸如强位置干扰、多通道耦合、非线性等问题,将线性系统和非线性系统理论引入系统控制器的设计中,对各通道耦合问题开展了以前馈补偿为基础的解耦控制,所设计的前馈补偿结构简单,解耦网络阶次低;针对非线性问题提出了将非线性系统精确反馈线性化与最优控制相结合的方法,设计了基于精确反馈线性化的最优控制器,该方法将复杂的非线性系统问题转化为线性系统的综合问题,采用渐近输出跟踪方法实现系统控制。仿真结果表明:采用前馈补偿解耦控制器可以有效消除耦合,但当系统存在高度非线性时,仅采用前馈补偿解耦控制不能达到高品质的性能要求,而进一步设计的基于精确反馈线性化的最优控制器考虑系统非线性时,系统能快速、准确达到预置设定。     

嵌入式多模控制系统的容错性控制器设计

提出一种基于Lyapunov稳定性泛函的嵌入式多模控制系统的容错性控制器设计方法。结合内模控制和PID控制,对多模控制系统的控制参量进行最小二乘拟合,根据Routh稳定判据,计算差错性控制的输出增益,使用LMI方法求未知扰动下的多模控制器的状态特征空间,采用Lyapunov稳定性泛函抑制多模控制通道的增益失配,实现了嵌入式多模控制系统的容错性控制。仿真结果表明,采用该控制器进行多模控制,具有较好的控制精度和抗干扰性,降低了控制误差,容错性较好,展示了较好的应用价值。     

Design and application of discrete wavelet packet transform based multiresolution controller for liquid level system

A new controller based on discrete wavelet packet transform (DWPT) for liquid level system (LLS) has been presented here. This controller generates control signal using node coefficients of the error signal which interprets many implicit phenomena such as process dynamics, measurement noise and effect of external disturbances. Through simulation results on LLS problem, this controller is shown to perform faster than both the discrete wavelet transform based controller and conventional proportional integral controller. Also, it is more efficient in terms of its ability to provide better noise rejection. To overcome the wind up phenomenon by considering the saturation due to presence of actuator, anti-wind up technique is applied to the conventional PI controller and compared to the wavelet packet transform based controller. In this case also, packet controller is found better than the other ones. This similar work has been extended for analogous first order RC plant as well as second order plant also.     

三关节欠驱动体操机器人的LQR倒立平衡控制

针对欠驱动体操机器人倒立平衡控问题,给出一种基于动力学模型的三关节欠驱动体操机器人平衡控制方案.首先将三关节欠驱动体操机器人简化为一个在垂直平面上运动的三关节机器人,采用拉格朗日力学方法建立动力学模型,并推导出体操机器人系统状态方程,然后设计LQR控制器,使体操机器人稳定在不稳定的倒立平衡点,最后进行了仿真,结果表明LQR控制器实现了在两输入情况下允许的稳态误差快速响应.     

基于LabVIEW的PID参数自适应模糊控制器设计

PID算法是一个广泛应用于工业控制的算法，但它对非线性和不确定性系统适应性不够理想。PID参数自适应模糊控制器将模糊逻辑推理引入PID参数的在线自调整，是目前一种较为先进的控制器。考虑到LabVIEW是一种基于G语言的高效的专为科学家和工程师设计的虚拟仪器开发工具，这里将Fuzzy Logic Toolkit和PID Controller Toolkit两个工具箱与LabVIEW相结合，实现了上述算法。正是因为LabVIEW能快速构建实现交互控制系统的图形用户界面，并且它与测量、自动化硬件紧密的结合完善了数据采集、信号分析和信息显示的解决方案，这种基于LabVIEW的PID参数自适应模糊控制器在工业控制领域必将有广阔的前景。     

大型泥水盾构开挖面平衡控制系统设计研究

分析了大型泥水盾构开挖面平衡系统的内部控制机理,研究了其开挖面平衡的控制方式,为其设计了相应的控制器,并结合泥水盾构的开挖面平衡控制系统的数学模型就所设计的模糊自适应PID控制器和数字增量式PID控制器进行了计算机仿真对比,得出模糊自适应PID控制器更能适应大型泥水盾构开挖面的平衡控制的结论。     

基于线阵CCD和USB控制器的光谱采集系统

为了降低光谱采集系统中硬件电路的设计的复杂性,设计了一种基于线阵CCD和USB控制器的光谱采集系统。该光谱采集系统主要包括超高灵敏度线阵CCD传感器、CCD专用的A/D转换器AD80066以及CY7C68013 USB控制器;USB控制器兼备对CCD和A/D转换器的驱动以及数据传输控制的功能。实验结果表明,该光谱采集系统具有较好的信噪比(SNR),在微型光谱仪上具有较好的应用前景。     

基于误差反馈学习的永磁同步电机变负载有限时间速度控制

针对传统永磁同步电机调速系统面对变负载和大范围调速时,P、I参数需要频繁调整且速度跟踪不理想的问题,提出了一种基于误差反馈学习结构的永磁同步电机有限时间速度控制方法。在对永磁同步电机运动方程分析的基础上,使用非线性PI和径向基神经网络建立了速度环控制器模型。前者保证控制系统收敛和稳定,其输出作为神经网络的误差学习参数;后者基于终端滑模理论设计参数调整律,加快神经网络的参数收敛速度,使得神经网络的输出逐渐取代非线性PI成为控制系统的主要控制器。利用李雅普诺夫稳定判据分析了控制器的收敛性,并在永磁同步电机调速系统上进行了试验。研究结果表明,基于误差反馈学习结构的有限时间控制策略能够减小系统静态误差和抖振,具有一定的抗干扰能力。