新型锻造操作机主运动机构控制系统设计(邀请论文)

基于运动链图拓扑图库,提出一种新型六自由度前后双提升驱动锻造操作机工作装置.该装置不仅可以控制夹钳提升的同步性,还能更好地适应偏载工况.基于虚功原理建立了该新型锻造操作机主运动机构的动力学模型,并结合液压缸系统模型,设计模糊PID控制器实现对锻造操作机夹钳末端的运动跟踪.对夹钳在竖直平面运动进行轨迹规划并确定运动过程中液压驱动各单元所需提供的驱动力.基于Matlab/Simulink平台搭建控制系统仿真模型,在给定负载情况下,分别对夹钳的竖直提升运动、水平运动以及俯仰运动进行仿真分析,得到系统单位阶跃响应与正弦响应跟踪曲线及误差曲线.研究结果表明:基于该新型锻造操作机,采用模糊PID控制器能够快速、精确地获得新机构的性能参数并高效地完成跟踪,使系统保持良好的稳态性能与动态特性.     

多关节新型机械臂设计及其坐标反馈系统研究

研制了一种多关节新型机械臂及其实时坐标反馈系统.机械臂由转动基关节、第一俯仰关节和第二俯仰关节三部分组成,转动基关节由轻型薄壁轴承支撑,采用步进电机驱动;第一俯仰关节采用步进电机直接驱动;第二俯仰关节采用步进电机经由同步齿形带驱动.机械臂由MCS-51单片机通过专用驱动器控制,机械臂末端坐标能够通过控制系统在液晶屏上实时反馈.实验表明:该机械臂运动准确,电气控制系统稳定,坐标反馈系统能够实时反映机械臂末端的坐标变化,可以满足该机械臂在科学研究、教学演示等多场合的任务要求.     

关于电磁场对单摆运动控制的研究

电磁控制单摆运动系统主要由控制模块、驱动模块、输入模块和显示模块四部分组成。控制模块采用STM32F103单片机作为核心元件,根据检测到的摆杆运动方向和位置判断出摆杆当前运动状态,采用PID算法控制驱动模块中的直流电磁铁,给摆杆输入相应动能,实现对摆杆摆动角度和摆动周期的综合控制。驱动模块主要利用L298N芯片实现对线圈电流的大小和方向的设定,进而产生相应大小的吸引力和斥力。同时该系统的输入和显示模块采用了彩色TFT触摸屏。利用触摸屏制作出的输入及显示界面,不但功能丰富、操作简便而且具有良好的视觉效果。     

基于NB-IoT与物联云平台的消防炮控制系统

针对古建筑、码头、景区等地方的消防炮控制系统采用有线组网设计存在着安装布线复杂、后期维护困难等缺点,提出一种基于NB-IoT与物联云平台的消防炮控制系统。该系统以STM32单片机为主控制器,采用基于M5310A芯片的NB-IoT模块为无线传输模块,利用NB-IoT无线传输技术与OneNET云平台来实现消防炮控制系统的组网,通过客户终端可随时查看火灾报警情况和消防炮的状态信息,并能对消防炮进行远程控制。测试结果表明,该系统具有较好的稳定性,通过NB-IoT无线组网的方式,简化了系统的组网,降低了系统的功耗,为其他消防炮控制系统的设计提供了参考。     

基于DSP的高速陀螺转子控制系统

为控制力矩陀螺高速转子系统寿命试验设计伺服系统,实现对高速转子的稳速控制,选用无刷直流电机作为伺服系统执行结构。从电机结构出发,分析工作原理,建立数学模型。对控制系统进行建模仿真,验证系统可行性。硬件平台以DSPF2812为核心设计控制模块,采用桥式驱动电路和功率驱动作为逆变器驱动电机。软件则采用C语言在CCS环境下实现PID控制算法完成对电机转速的控制实现。实验结果表明,本系统稳定性好、控制精度高、响应迅速,满足高速转子寿命试验测试要求。     

基于嵌入式目标模块的直流电机控制器设计

采用专用DSP控制器TITMS320 F2812对无刷直流电机智能控制系统进行了全数字化设计．给出了系统实现的硬件电路设计方案,并利用MATLAB／Simulink／Embedded Target for TIC2000DSP嵌入式目标模块建立了直流电机控制器的仿真模型．一旦需要的功能被设计而且模拟成功,就可以直接为DSP（数字信号处理器）产生代码．直流电机被数字信号处理器产生的信号驱动,从而完成特定直流电机控制器的设计．实验表明,通过采用嵌入式目标模块生成针对特定应用的程序能够实现程序设计的快速高效化．     

智能小车的自动化控制

介绍了以单片机为核心，采用红外反射式传感器作为其视觉系统，直流电机为执行机构的智能化小车的设计与实现。系统核心采用AT89C51单片机，系统驱动采用控制方式为双向PWM的直流电机。该技术可以广泛应用于无人驾驶机动车、无人工厂、仓库、服务机器人等领域。     

UCLINUX下自主移动机器人运动系统设计

设计了在嵌入式操作系统UCLINUX下的自主移动机器人运动系统。该系统主控制器采用了ARM7微处理器，操作系统使用UCLINUX，利用脉冲宽度调制（PWM）技术对直流电机转速进行控制。详细介绍了UCLINUX下电机控制器的设备驱动程序设计和移动机器人基本动作的应用程序设计。该系统已经应用于一个移动机器人原型中，能够成功地实现各种动作。     

基于FPGA的直流电机转速控制系统设计

设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）数字电子系统的直流电机控制系统。系统主要由FPGA与外围电路组成,其中FPGA作为整个电路的控制核心,通过VerilogHDL硬件编程语言设计FPGA内部硬件电路以完成增量式PID控制算法,以及直流电机脉宽调制PWM控制器设计。外围电路包括位置光电编码器和功率驱动模块,可实现电机的驱动和速度反馈,并将速度通过LED实时显示。Modelsim仿真和控制结果表明,该系统可以有效地产生PWM控制信号控制电机转速。     

基于DSP的无刷直流电机控制器设计与仿真

设计了一种基于TMS320LF2812A的无刷直流电机全数字控制系统,并对该系统进行了仿真. 采用无位置传感器法获取转子位置,利用模糊PID算法实现高精度控制,可有效地产生PWM信号驱动逆变电路对无刷直流电机进行控制,并有较好的电流保护功能.仿真结果表明,该系统具有较好的动态和静态特性,电机运行的可靠性高.     

飞机模型俯仰-滚摆耦合复杂流场测试系统设计

为真实地模拟飞机机动飞行和分析俯仰－滚摆耦合状况下的动态气动特性和复杂流动机理，首次在风洞中实现了模拟飞机的俯仰与滚转的复合运动。使用E型架结构实现飞机模型俯仰角α的正弦运动，同时在E型架上安装交流伺服电机直接控制飞机模型的滚转角Φ；本系统采用了旋转编码器的输出脉冲来测量模型的转角，并记录下该脉冲出现的时刻，用这些数据得到飞机模型在风洞实验中滚转角的时间历程和滚转力矩特性，并用激光片光系统进行流态显示，使用这套系统得到了俯仰－滚摆耦合运动下的气动特性。分析表明，俯仰－滚摆耦合状况下进一步推迟了滚摆开始攻角，不稳定性增加，同时证明该系统满足风洞实验要求。     

基于无线串口的步进电机精确细分驱动系统

应用STM32F103RBT6产生精确连续多倍PWM细分信号,采用积分电路精确地将PWM信号转换成直流信号,直流信号驱动步进电机实现细分驱动.该方法可有效提高步进电的位置控制精度.针对常用无线通信模块功耗高、传输距离近、加密能力差等缺点,提出了采用高度集成、超低功耗的无线通信模块UTC-1212SE作为系统的通信模块.步进电机运动前读取串行E2PROM获取步进电机旧的位置,运动结束后将新的位置写入串行E2PROM,采用这种方法存储步进电机位置,提高系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力.     

一种新的调速控制系统

介绍了开关磁阻电机运动控制的发展动态，提出了一种新型经济实用、具有开关磁阻电机特点的步进直流调速系统，并且描述了不带转子位置检测器的闭环控制方法及其优点。     

面向燃料电池汽车的双源电机驱动系统

为解决DC/DC带给燃料电池汽车驱动系统成本及效率方面的问题,实现双电源之间的能量传输及对应转矩的独立控制,对双源电机驱动系统的工作模式、控制系统及输出性能进行分析。建立双源电机、燃料电池、动力电池模型,讨论双源电机的多种工作模式;针对双源电机两套绕组间的电压耦合效应,采用前馈解耦及零直轴电流策略对双源电机燃料电池绕组、动力电池绕组的电流及对应转矩进行独立控制;在实验室设计工况及基本市区循环试验工况下分别进行台架试验,双源电机驱动系统的输出转矩能够快速响应转矩需求,不同工作模式下燃料电池绕组及动力电池绕组的电流与其对应转矩波形一致。台架试验结果表明：双源电机驱动系统的多工作模式能够实现燃料电池汽车的启动、加速、下坡、制动能量回收等工况,所采用的控制策略可以对燃料电池及动力电池输出转矩进行独立控制,能够顺利实现燃料电池和动力电池之间的能量传输。     

袋装食盐生产线装箱机头直线电机运动控制研究

主要对袋装食盐生产线装箱机头运动控制系统进行研究,以PC机和控制器ACR9000作为系统的控制中心,对整个系统进行运动控制.同时采用永磁无刷直线直流电动机与Compax3驱动器构成完整的数控系统.采用永磁无刷直线直流电动机模拟装箱机机头的运动,从而了解该运动方式的特点和工作状态.永磁无刷直线直流电动机具有速度大,振动、噪声小,运动位置可以准确定位的优点.通过控制器ACR9000采集运动参数,利用PID进行调节,满足装箱要求,并在效率、精度、动态性能方面都有较大的改进.     

新型的调速控制系统

介绍了开关磁阻电机运动控制的发展动态，提出了一种新型的、经济实用的、具有开关磁阻电机特点的步进直流调速系统，并且描述了不带转子位置检测器的闭环控制方法及其优点     

全自主足球机器人的运动控制系统研究

全自主足球机器人要完成踢球任务,需要一个快速可靠的运动控制系统,但是大多数以前的电机控制系统都是基于MCU或DSP系统的．为此,提出基于PC104总线控制的直流伺服电机控制系统,介绍了运动控制系统的组成、电动机控制板和系统控制软件．该控制系统具有体积小、功能强、反应速度快和控制简单等特点,完全可以满足足球机器人的运动要求,并可应用于其他小型装置的电动机控制系统上．     

基于LPC2131的大功率直流电机驱动系统设计

直流电机驱动技术的发展从未止步,电力电子技术、计算机技术、智能控制理论的发展更为直流电机驱动技术的发展奠定了良好的基础。本文阐述以LPC2131为控制核心,基于PID控制算法,利用大功率MOSEFT为驱动元件,采取光电隔离控制和驱动电路的方式设计的一种电机驱动系统。设计的驱动器具有调试方便、应用广泛、运行稳定、驱动能力强等特点。     

基于STC单片机的焊接摆动器控制系统的设计

介绍了基于STC单片机焊接摆动器控制系统的设计,包括电源模块、单片机控制模块、直流电机脉宽调制(PWM)调速模块、红外线二极管检测与放大电路模块、人机交互模块等系统硬件设计,以及用C语言实现的系统软件设计.该系统能够控制焊枪以特定的预置参数进行摆动并配合一台小车进行流水线操作,从而达到自动焊接过程中的特殊要求.通过现场运行,系统稳定,可靠性高,满足工业现场要求.