某型车载遥控武器站发射动力学仿真分析

研究武器系统优化射击精度问题,膛口振动响应是影响武器射击密集度的重要因素,影响武器系统的战斗力。车载遥控系统能满足单发射击的精度,但连发时射击精度较差。为提高某型车载遥控武器站的连发射击密集度,建立了武器站的动力学模型,利用传感器(Sensor)和IF函数控制武器的连发射击动作,应用ADAMS软件进行了可视化发射动力学仿真。通过与实测结果的比较分析验证了仿真模型的正确性,比较不同发射工况下的武器膛口动力学特性曲线,得到了影响膛口振动的主要因素,对改善武器振动性能和提高武器射击密集度具有参考价值。     

某型车载遥控武器站火控系统精度仿真分析

车载遥控武器站火控系统的精度既是武器站战斗性能的重要指标之一.由于在实际应用中存在系统误差,影响瞄准精度.针对现有火控系统误差特性分析方法中存在的不足,分别建立了蒙特卡洛算法和数值微分算法模型,并对其进行仿真分析.利用本算法软件对武器站火控系统进行精度仿真分析,给出了多组射击条件下的仿真分析结果,论证了系统误差对系统精度的影响程度.仿真结果表明,两种算法优势互补,能有效地对火控系统的精度进行仿真,结果表明,对优化系统设计、改善武器站性能和提高系统射击精度具有一定的指导作用.     

基于TMS320F2812的跟踪伺服系统

光电经纬仪是现代化靶场中用来测量空中飞行目标参数的一种复杂贵重仪器,而跟踪精度是经纬仪的一个主要技术指标,现今为了提高经纬仪的跟踪精度,越来越多的复杂实时算法被应用到伺服控制系统中,因此要求伺服控制器能够在越来越短的时间内完成大量的运算,即对伺服控制器的运算性能提出了更高的要求。而目前的经纬仪伺服系统多是在底板PC104上叠加多种功能板卡来完成捕获跟踪等任务,鉴于此因,设计了以TMS320F2812为CPU的伺服系统,增加了可靠性,提高了精度和响应速度。     

基于ARM9的自适应模糊PID定长切割控制系统

针对管材在线定长切割过程中位置和速度跟踪控制的难点问题,研发了以基于ARM9 S3C2416微处理器的控制器为核心的定长切割控制系统,并且采用基于自适应模糊PID控制器的伺服闭环控制系统,实现了管材定长切割的高精度控制。主要讨论了定长切割控制系统的硬件和软件设计、伺服系统建模、自适应模糊PID伺服跟踪技术的应用。实践证明:该控制系统采用触摸屏代替PLC,功能稳定,实时性高,操作灵活方便;采用自适应模糊PID控制器可明显提高其动态响应性能及定长切割的精度,使控制系统具有成本低、可靠性高、抗干扰能力强、控制精度高等优点,能够满足定长切割的精度要求。     

光电跟踪伺服系统的二重抑制扰动方法

为提高运动载体上光电跟踪伺服系统的抑制扰动能力,在反馈型扰动观测器基础上提出二重抑制扰动方法。研究了二重抑制扰动的回路结构、输入输出关系以及执行机构饱和情况下的回路输出特性。应用于光电跟踪伺服系统,可提高载体运动情况下的视轴稳定精度。仿真结果表明,在载体做4°/s,频率12rad/s的正弦信号运动情况下视轴稳定精度小于0.02°,比反馈型扰动观测器提高1倍。     

大口径天线伺服控制系统的扰动观测器设计

针对大口径天线伺服控制系统在风扰动较大的情况下跟踪目标会产生较大的指向误差,为达到跟踪精度和指向精度的要求,在PID控制器的基础上加入扰动观测器,使得天线的指向精度和跟踪精度等都得到了很大的提升.仿真结果表明,加入扰动观测器后,伺服系统的性能得到了优化,系统对风扰动的抑制能力显著增强,跟踪高速目标的指向精度明显提高.     

基于RBF神经网络补偿的直线伺服系统滑模鲁棒跟踪控制

永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动、端部效应、非线性摩擦及系统参数变化会降低系统的伺服性能.为了在保证系统的跟踪性能的基础上.消除上述不确定性因素的影响,本文提出一种将变结构控制(VSC)和径向基函数神经网络(RBFNN)相结合的鲁棒跟踪控制策略.变结构控制具有快速响应,对不确定因素的不变性的优点.但是其“抖振”现象将影响直线伺服系统的平稳性和定位精度.采用径向基函数神经网络来模拟端部效应、参数变化、摩擦和外部负载等不确定因素,引入带死区的目标函数以缩短学习过程.通过RBFNN的补偿控制来减弱“抖振”输入的程度,进一步提高系统的稳态精度.仿真结果表明,该方案对直线伺服系统不确定性有很强的鲁棒性,同时,系统具有较好的跟踪性能,大大提高了直接驱动直线伺服系统的鲁棒跟踪精度.     

基于反步自适应控制的伺服系统齿隙补偿

齿隙是影响机电伺服系统动/静态性能的一个重要因素. 为了减小其不利影响, 该文以存在不确定参数的机电位置伺服系统为研究对象, 针对系统中存在的齿隙非线性, 应用反步积分方法, 通过逐步递推选择Lyapunov函数,设计了基于状态反馈的自适应控制器. 通过理论分析以及与传统PID控制的仿真结果比较表明, 该方案显著地降低了齿隙对伺服性能的影响, 提高了系统的跟踪精度和鲁棒性.     

非线性预测控制在塞棒伺服系统中的应用

由于连铸机塞棒位置伺服系统中存在着伺服阀流量非线性、液压缸阀芯摩擦非线性等因素，造成了伺服精度的降低。为改善控制质量，首先建立了含非线性因素的塞棒位置伺服系统模型，然后引入非线性预测控制方法进行伺服控制器设计。该控制器采用RBF神经网络对系统在线辨识并作为预测模型和实现在线校正功能；采用黄金分割法实现控制量滚动优化。最后，在Matlab6．5环境下进行了仿真试验。结果表明，采用该方法能有效提高塞棒位置控制质量，验证了设计方法的有效性。     

钢环反射式光栅编码器在转台伺服系统中的应用

在使用望远镜转台伺服控制系统中,精确检测转台位置和速度对实现恒星,卫星稳定跟踪非常重要,常规的增量式编码器难以满足跟踪精度要求.鉴于此,选用一种高精度的钢环反射式光栅编码器(RESM20USA413),且与ARM处理器的接口电路简单,对编码器输出信号进行了光学细分,滤波处理,并对系统进行了跟踪测试.实验结果表明:采用RESM20USA413作为直驱转台伺服系统的编码器,方位,俯仰轴的跟踪精度均在5″以下,满足系统的跟踪要求.     

某遥测设备伺服复合控制方法应用研究

某遥测设备因转动惯量大、机械谐振频率低和伺服系统带宽低,导致在跟踪加速度较大目标时,伺服系统产生较大动态滞后的问题,在原有环路分析的基础上,通过在位置环增加欠补偿的一阶微分前馈信号,对伺服实现复合控制,有效改善天线动态滞后,提高了跟踪的稳定性.     

基于无模型自适应控制的视觉伺服

传统的机器人视觉伺服控制技术需要已知机器人精确的动力学和运动学模型以及机器人的手-眼参数。然而,由于机器人建模、手-眼标定等过程存在一定误差,因此很难精确获得视觉伺服控制模型,从而影响机器人视觉伺服系统的精度和收敛速度。针对这一难题,本文提出一种基于无模型自适应控制方法（MFAC）的机器人视觉伺服技术。利用视觉伺服系统的输入与输出数据,实现自适应视觉伺服控制,即通过MFAC在线估计机器人伺服控制器中的雅各比矩阵,并结合滑模控制器,实现机器人对目标的快速精确跟踪。实验结果表明,本文提出的方法在系统参数变化引起的未知扰动情况下仍能保证伺服控制器平稳收敛,并且能够减小视觉跟踪误差。     

基于嵌入式系统的自动跟踪测速雷达伺服系统设计

实时性是跟踪雷达伺服系统的重要性能．是其伺服带宽、加速度、速度等指标的综合反应。本文使用了PCI04和单片机W77ES8的双嵌入式系统设计某型号自动跟踪测速雷达的伺服系统,可以更好地解决雷达跟踪的实时性问题,大大减小伺服周期。而且,其结构模块化,设计简单。实验表明,伺服系统具有很好的跟踪性能。     

状态反馈精确线性化在电液伺服位置控制系统中的应用研究

电液伺服系统是一种非线性系统。本文对采用状态反馈精确线性化方法来控制电液伺服系统的可行性进行了分析,根据该电液伺服位置控制系统的组成和工作原理建立了数学模型,并基于状态反馈精确线性化理论结合最优控制原理进行了系统设计与仿真。仿真结果表明,采用状态反馈精确线性化方法和最优控制理论,可使该电液伺服位置系统具有较好的位移跟踪线性度和较高的稳态精度。     

振动与力加载耦合的电液伺服控制

振动与力加载耦合的电液伺服系统具有集成模拟被测试件在振动与加载耦合工况下动态性能的优势,针对振动模拟对力加载系统产生的干扰多余力问题,提出了一种力干扰观测器,以提高加载力跟踪精度.首先,建立了振动与力加载耦合的电液伺服控制系统的数学仿真模型;其次,利用递推增广最小二乘算法辨识了力加载系统闭环传递函数;然后,利用零相差跟踪技术设计了力加载系统的前馈逆模型;最后,设计了力干扰观测器,搭建了水平向振动与力加载耦合的电液伺服系统实验台,仿真和实验验证了提出的力干扰观测器可有效降低由于振动扰动而产生的干扰多余力.     

智能观测器在伺服系统控制中的应用

研究优化伺服控制系统策略,永磁同步电动机( PMSM)的伺服系统优化,可改善电动机系统的稳定性和响应特性.通过提高伺服系统定位精度和抗干扰能力,有效保证机器运行效率.针对传统有速度传感器矢量控制增加了系统复杂度和成本的问题,为优化伺服系统控制结构,提出了一种采用神经网络观测器的伺服系统无速度传感器矢量控制策略.系统中不需要安装传感器来检测PMSM转子位置/速度信号,而是利用神经网络观测器从电机反电动势信号中估算转子位置/速度,从而优化了系统整体结构,减小了系统复杂度.通过对PMSM的伺服系统无速度传感器矢量控制系统的建模与仿真测试,结果表明,所设计的神经网络观测器能够准确估算转子位置/速度,控制系统能够精确跟踪给定转速指令,改进了伺服系统优化控制问题,为实际应用提供了参考.     

机器人关节用高精度交流伺服系统研究与实现

机器人关节驱动要求满足响应速度快﹑运行稳定及精度高等性能指标,其关键是通过转矩控制及位置调节器设计来满足要求;首先针对非理想反电势的永磁交流伺服机,对转矩构成进行了推导,分析了转矩和反电动势、占空比的关系,提出了一种基于离线反电势测量实现了抑制转矩脉动的控制方法;其次,位置伺服采用了模糊自适应PID控制器实现位置的快速跟踪控制,采用此法能够克服单纯使用PID控制存在的超调和振荡,使系统输出超调明显减小,定位精度得到提高。在实验系统中,采用以英飞凌公司的XC167CI控制系统和功率MOSFET逆变器组成的伺服系统,实现了速度阶跃响应时间<20ms,速度稳定精度±2%,转矩精度±1%。整个过程速度响应迅速又运动平稳,位置能也迅速跟踪给定信号,且位置响应无超调;证明所提出的方法对于提高系统的性能是有效的,最后将其成功应用于自行研制的高压输电线巡检机器人控制系统中,获得了满意的效果。     

自抗扰控制器在某型伺服跟踪装置中的应用

针对某型伺服跟踪装置对伺服系统跟踪精度高、跟踪速度快及稳定度高的要求以及跟踪装置伺服系统中运动控制卡和驱动器的模型难以建立等问题,本文给出了无模型控制方法-自抗扰控制器在某型伺服跟踪装置伺服控制系统中的设计方法,实现了对伺服控制系统的自抗扰控制.实际应用表明,这种自抗扰控制器不依赖于系统的精确模型,且抗扰性和鲁棒性均优于传统的PID控制器.本文的研究结果对自抗扰控制器应用于实际工程具有重要价值.     

滑模自适应控制在光电稳定平台中的应用

针对高精度光电伺服稳定平台系统中摩擦和各种非线性干扰对跟踪精度的影响问题,提出了一种基于LuGre摩擦模型的积分型滑模自适应控制算法。首先建立了基于动态LuGre摩擦的伺服系统模型,根据LuGre模型,构造了一个非线性观测器来估计摩擦中的未知状态变量;然后设计积分型滑模自适应控制算法实现摩擦补偿和各种扰动的估计,通过设计最优的反馈控制律,保证了积分型滑模的收敛速度,并引入自适应思想设计滑模控制器,有效的减弱了滑模控制中的颤抖现象;最后利用Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明:所提方法有效的抑制了摩擦等各种干扰对稳定平台系统的影响,在提高系统跟踪精度的同时增强了系统的鲁棒性能,该方法也简化了设计过程,具有一定的应用价值。     

阀特性影响阀控缸伺服系统跟踪性能仿真分析

在伺服阀控液压缸伺服系统跟踪性能优化控制问题的研究中,有效选择比例伺服阀非常重要,很大程度上决定着系统设计能否达到性能指标要求.对比了四种不同频响和额定流量的比例伺服阀实物,建立了比例伺服阀控液压缸的模型系统.参照实验系统,基于AMESim软件建立了仿真模型.依据所建立的比例伺服阀阀芯动态的数学模型和产品的技术样本,设置了仿真参数,对比研究了不同的阀频响和额定流量对伺服系统跟踪性能的影响.仿真结果表明,比例伺服阀只有具有适宜的固有频率和额定流量才能对控制性能有益.