辅助起立机器人反馈控制与速度前馈控制性能对比

对辅助起立机器人的位置控制方法进行了研究.在不同频率时,使用位置速度反馈控制对其进行位置控制测试,辅助起立机器人滑动关节的位置精度较好,但旋转关节位置精度较差.在反馈控制系统的基础上增加速度前馈控制之后进行测试,结果表明增加的速度前馈控制可以有效地提高辅助起立机器人两个运动关节的位置精度,其中旋转关节的位置精度明显改善.证明了在反馈控制的基础上增加速度前馈控制可以有效提高辅助起立机器人位置精度.     

基于柔性人机接口的人机协调运动控制方法

为改善基于力信息的人机协调运动中人机交互力,采用了在人机接口中设置弹性元件的方法,建立了具有柔性人机接口的人机交互力学模型。在已有鲁棒自适应阻抗控制方法的基础上进行改进,提出了一种基于柔性人机接口的自适应阻抗控制方法。此控制方法是对阻抗外环位置速度进行比例补偿,对力控制内环采用模糊PID (proportion integral differential)控制,实现改进自适应阻抗算法,从而提高了位置跟随精度,并有效减小了人机交互力。分析了人机接口中弹性元件对控制效果的影响,获得了不同刚度系数时,交互力控制效果和位置跟随精度。在此基础上,建立了试验系统,完成了试验。人机协调运动试验结果显示：应用柔性人机接口和改进后的控制方法具有更好的人机交互力控制效果。标准运动输入试验结果显示：改进后的控制方法具有更好的人机交互力控制效果和更高的位置跟随精度;人机交互力大小、位置跟踪准确性与人机接口刚度系数大小均成正比。     

基于STM32的全自动贴片机控制系统设计与实现

针对贴片机控制系统对贴装速度、位置精度的严格要求,设计了一种基于STM32微处理器的贴片机运动控制系统。针对贴片机控制系统在快速启停过程中因抖动等干扰影响位置跟踪精度的问题,在X轴和Y轴步进电机控制中设计了基于自抗扰控的(ADRC)闭环控制器,其线性扩张状态观测器(LESO)对系统的内外干扰进行实时估计,并通过线性误差补偿控制律进行扰动补偿,从而提高了单轴位置跟踪精度。设计了上位机系统管理软件,通过串口通信将PCB版图文件中元器件坐标、数量等数据下发到下位机控制系统。实际应用中,该控制系统运行稳定,抗干扰性能良好,控制精度高,具有一定的实际应用价值。     

基于锁相环的指数趋近率PMSM离散滑模控制系统

针对传统滑模控制加低通滤波器滤波后反电势存在明显相位滞后,改进型滑模观测器反电势中存在高频谐波和噪声,在运算时会影响其观测精度,提出一种基于正弦锁相环的改进型指数趋近率离散滑模观测器无位置传感器控制方法,有效地提高了滑模观测器的观测精度。同时为了便于用DSP设计数字化控制程序,采用多种方法对所用控制模块进行了合理的离散化。实验结果表明,该控制系统的转子位置观测精度较高,定子电流品质较好,速度控制稳定、动态性能优异。     

磁悬浮轴承系统的模糊滑模变结构控制研究

研究主动磁悬浮轴承转子位置高性能控制问题.针对主动磁悬浮轴承因受模型摄动与外界干扰等呈现出的复杂非线性导致传统滑模控制抖振严重的问题,为提高系统转子位置控制精度以及鲁棒性,提出用模糊滑模变结构控制来提高磁悬浮轴承系统控制精度与鲁棒性.算法采用等效滑模控制器来准确跟踪磁悬浮轴承转子位置,用模糊控制改善与消除滑模抖振问题.通过对单自由度主动磁悬浮轴承的建模进行仿真测试,结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够在外界干扰下有效提高控制系统精度,精确跟踪轴承转子位置,并且控制性能比传统滑模控制好,具有实际应用价值.     

下肢携行外骨骼系统模糊自适应位置控制研究

研究下肢携行外骨骼系统稳定性控制问题。下肢携行外骨骼系统支撑行走阶段位置控制存在稳定性、实时性不足,提高位置控制的速度及精度,使具有适应性和鲁棒性,为了克服具有实时重力补偿的传统方法,提出固定重力补偿的位置控制方法,并利用模糊推理逻辑可逼近非线性函数的特点,将模糊控制算法与具有固定重力补偿的传统PD控制算法相结合,提出了具有固定重力补偿的模糊自适应位置控制算法,应用到下肢携行外骨骼支撑行走阶段的位置控制中。仿真结果表明控制方法能够使外骨骼准确迅速跟踪人体运动,并能够显著减小人所施加的力矩,系统鲁棒性较强,能够适应负载的变化,证明是一种行之有效的控制方法。     

光电码盘四倍频分析

提高位置测量的精度,是提高电机定位精度的主要途径.作为当前常用转角位置传感器的增量式光电码盘,常采用四倍频的方法提高其测量精度.针对一些精度和稳定性不高的四倍频电路在应用中造成的误差,详细分析了两种可应用于不同环境的四倍频电路,从原理上说明了电路的精度和稳定性,其结论在实际应用中也得到了验证.     

冲床自动送料控制系统的设计

利用PLC的位置控制模式驱动伺服电机，对普通冲床进行改造，实现冲床的自动送料加工。提高了冲床的工作效率，节省了人力，特别是提高了定位的精度，利用了PLC的位置控制模式以及高分辨率编码器实现对位置的精确控制，提高了冲床加工件的精度，而且能自动调整加工件的长度，实现冲床加工的灵活性。     

基于内模重复与自适应复合控制的位置伺服系统

针对传统全断面盾构机姿态调整位置精度难以控制的难题,采用复合控制策略实现位置精度控制。利用模糊控制智能非线性特点在线整定PID参数提高与增强位置伺服系统的自适应与抗干扰能力,同时引入内模重复控制策略进一步优化位置伺服系统的控制精度。通过Simulink/AMEsim联合仿真实现全断面盾构机位置伺服系统的控制与液压系统相联合,实验验证复合策略使设备抗干扰能力与自适应跟踪性能稳步提高,并在矿井巷道试验中取得较好试验结果。     

巨磁电阻电流传感器空间位置特性调控与校正

通过分析巨磁电阻(GMR)效应,研究了空间位置对传感器精度的影响,针对实际应用中出现的角度偏转与位置偏移对传感器精度造成的影响提出了通过提高磁场增益提高传感器测量精度的方法.通过仿真验证:方法可有效减小测量误差,极大程度地提高了传感器精度,并简化了测量程序.     

基于PLC的位置控制系统的设计

设计的位置控制系统是由步进电机、旋转编码器、同步带、同步轮、标尺、指针及西门子S7-200CPU224组成。旋转编码器采集同步带的实际位置,以脉冲信号形式送给PLC,PLC利用高速计数器指令对脉冲进行计数,将所计的数值转换成实际位置并与给定位置相比较,用PID运算的结果输出给步进电机驱动器,控制步进电机转向和转速,带动同步带和指针移动,实现位置控制。多次试验证明,系统运行稳定可靠,其位置控制稳态精度≤±2mm。以57BYG250C型步进电机为例,文中给出了步进电机详细的硬件接线图及控制步进电机运行的梯形图。     

六轴机器人柔顺控制的研究

柔顺控制能使机器人对外力的变化作相应的响应, 本文通过实际的插入装配实验来证实在有偏心或偏角的情况下,机器人采用柔顺控制完成插 入装配任务所要用的力比采用位置控制时小.     

A study on three-dimensional vision system for machining setup verification

In computerized numerical control (CNC) machine tools, it is often a time-consuming and error-prone process to verify the Euclidean position accordance between the actual machining setup and its designed three-dimensional (3D) digital model. The model mainly contains the work piece and jigs. The mismatch between them will cause a failure of simulation to precisely detect the collision. The paper presents an on-machine 3D vision system to quickly verify the similarity between the actual setup and its digital model by real and virtual image processing. In this paper, the system is proposed first. Afterwards, a simple on-machine camera calibration process is presented. This calibration process determines all the camera's parameters with respect to the machine tool's coordinate frame. The accurate camera mathematical model (or virtual camera) is derived according to the actual imaging projection. Both camera-captured real images and system-generated virtual images are compensated to make them theoretically and practically identical. The mathematical equations have been derived. Using the virtual image as a reference and then superimposing the real image onto it, the operator can intuitively verify the Euclidean position in accordance to the actual setup and its 3D digital model.     

基于指尖力传感器的HIT 机器人灵巧手笛卡尔阻抗控制

介绍了基于5维指尖力／力矩传感器的HIT机器人灵巧手的笛卡尔阻抗控制．当手指与障碍物接触时，呈现出2阶机械阻抗特性．在阻抗控制算法中，不需直接计算加速度，从而避免了因大加速度误差给控制带来的不利因素．结合期望轨迹和实际位置及速度，产生一个参考轨迹，手指跟踪此参考轨迹即可自动获得期望阻抗特性．     

永磁直线无刷直流电机MATLAB仿真

介绍了永磁直线无刷直流电机(LPMBDCM)的工作原理并建立了数学模型,在此基础上分模块建立了仿真模型,将各模块有机整合在一起就形成了LPMBDCM的控制系统仿真模型.这种方法简单直观,要验证不同控制方法或采用不同控制结构修改都很方便.LPMBDCM应用于位置伺服领域,要求在预定位置达到设定的速度值,且在行程之内必须能够安全停止.设计了加速、匀速以及制动段的控制方法,使得电机运行全过程能跟随设定的速度位置曲线.该方法简单易行,仿真结果和实验结果相符,验证了建模和控制方法的有效性,为实际控制系统的设计奠定了基础.     

液压位置伺服系统滑模自抗扰控制器设计

主要研究了驱动连铸结晶器的液压伺服系统的精确位置跟踪控制问题。由于液压伺服系统的某些内部参数是时变且不可测的,同时外部负载力也随时间变化使得系统动态模型不精确,从而影响了系统的控制效果。针对这一问题,提出了一种基于滑模控制的自抗干扰控制器的设计方法,利用扩张状态观测器把系统内部参数和外部负载力的不确定性观测出来,从而有效地抵消了系统的不确定性。根据工程实际中的参数进行仿真研究,其结果表明这种控制方法具有很好的全局鲁棒性,并且提高了位置跟踪的精度。     

自校正调节器在具有阻力负载的气动位置伺服系统中的应用

以空气为传输介质的气动位置伺服系统,由于自身结构的特殊性,难以实现高精度位置控制.为研究工作过程中气缸所受柔性作用力,并真实反映气动系统的控制过程,利用气缸模拟实际环境中系统的负载外力,采用三阶模型描述系统,并运用自校正调节器完成了对系统控制律的设计;最后通过实验研究了自校正调节器对气动位置伺服系统的动态、静态特性的影响并根据仿真实验结果分析了气动系统跟踪响应迟滞性的根本原因.     

自动轴承加工车床控制器设计

系统设计的是一个自动轴承加工车床的控制器,以STC89C52HR单片机为控制器设计核心,辅助于8路输入控制电路、位置传感电路、电磁阀控制电路和显示电路,完成对车床加工动作的控制。信号的输入输出均以光耦隔离来实现,以提高单片机系统的抗干扰能力。系统通过测试和运行达到原设计要求,并具有高可靠性和实用性。     

基于粒子滤波的无人机自主轨迹视觉导航控制方法研究

针对现有无人机导航控制方法存在的控制效果不佳的问题,本文提出一种基于粒子滤波的无人机自主轨迹视觉导航控制方法研究。利用粒子滤波算法,实现对无人机自主轨迹视觉导航控制方法的优化设计。采用栅格法构建无人机飞行环境地图,根据无人机的机械组成结构和工作原理,构建运动状态模型。利用内置的摄像机设备采集视觉图像,执行图像灰度转换、几何校正、滤波等预处理步骤。通过对视觉图像的特征提取,判断当前环境是否存在障碍物。利用粒子滤波算法确定无人机位姿,结合障碍物识别结果规划无人机的自主飞行轨迹。将位置、速度和姿态角的控制量计算结果,输入到安装的导航控制器中,完成无人机的自主轨迹视觉导航控制任务。通过实测分析得出结论：应用设计的导航控制方法,其位置误差、速度误差以及姿态角误差均维持在预设值以下,即设计的导航控制方法具有良好的控制效果。     

基于串级PID和复合滤波算法板球控制系统设计

本文设计了一种基于串级PID算法和复合滤波的板球控制系统,通过多级错频获取速度差和位置差,并复合滑窗滤波和低通滤波算法,给出了以小球速度差为内环,位置偏差为外环的双闭环平衡控制策略,在simulink平台搭建了仿真模型并进行研究,同时利用J-Scope调试软件进行实际效果波形检测,结果表明本文设计应用的串级PID算法相对于经典单闭环位置式PID算法稳定性更强,系统稳态误差越小,添加复合滤波后,系统抖动明显减弱,位置控制更加精确,增强了板球控制系统实时控制动态响应效果。