帆板控制系统的设计与实现

以89C52单片机为核心,辅以直流电机驱动、键盘、LCD显示、LED显示、角度传感器数据采集、数字滤波、声光报警等电路组成,实现了通过用单片机输出PWM波控制风扇转速,调节风力大小,改变帆板转角θ的帆板控制系统,较好地实现了风扇速度控制帆板装置的所要求的功能.     

帆板自动控制系统设计

系统主要包括单片机89C52、风扇驱动电路、风帆、角度测量电路、A/D转换器、人机接口、声光报警等部分.首先将角度传感器监测到的帆板角度信号送入A/D转换器,然后单片机通过这个数值得到帆板角度并进行实时显示.根据实时监测的角度值,调节风扇的转速,使帆板在规定的距离和时间内达到设定的角度并保持稳定.实验表明系统性能稳定,执行速度快,各项测试指标均达到了设计要求.     

帆板控制系统的开发

设计并制作了一个帆板控制系统,利用外部按键输入可以调节风扇转速,调节风力大小,进而控制帆板转角.该系统用8位单片机作为主控制芯片,采用PWM方式输出控制电风扇转速.利用角度传感器实现对帆板角度的检测,并在液晶屏上实时显示.测试结果表明控制效果良好.     

帆板控制系统的设计

设计了一种基于单片机的帆板控制系统,该系统可以通过对风扇转速的控制来调节风力的大小,实现对帆板转角角度的改变。主要介绍了该系统的硬件系统组成和软件系统的主流程设计。     

采用帆板-滑块执行结构的太阳帆姿态控制

为实现太阳帆三轴姿态控制,采用一种新型的帆板-滑块执行机构进行姿态控制.基于滑模控制理论提出一种强鲁棒的姿态控制器,以抑制执行机构工作过程中航天器转动惯量变化对姿态控制的影响.此外,引入自适应律,提出一种自适应抗扰控制律,以抑制光压力矩和引力梯度力矩对姿态的干扰作用.最后,基于执行机构的动力学特性设计了操纵律,解算出帆板转动角度和滑块滑动位移,提供给控制器所需控制力矩.仿真结果表明:采用所提控制律和执行机构操纵律可使太阳帆姿态较快地机动至期望位置,并较好地抑制了转动惯量变化、光压力矩干扰和引力梯度力矩干扰带来的影响,同时使控制力矩、帆板角度和滑块位移均保持在适当的幅值范围内.所提控制策略有效地实现了太阳帆三轴姿态控制.     

浅谈帆板控制系统的设计

结合第十届全国大学生电子设计竞赛获奖作品,以单片机STC89C52为最小系统板,利用UZZ9001角度传感信号调理器和KMZ41磁阻式角度传感器对模拟角度进行信号采集处理。从而控制风扇的转速,使帆板按程序所预定的角度摆动。     

卫星轨道控制力对挠性帆板振动的影响

针对卫星轨道控制期间,轨道控制推力对挠性附件与卫星姿态的影响问题,利用拉格朗日方程建立了带有大型太阳帆板的卫星动力学模型,分析了卫星质心运动、姿态运动与挠性振动的耦合关系.轨道控制力会激起挠性帆板振动,并且影响卫星姿态运动.当帆板相对卫星锁定在不同角度时,挠性振动与卫星质心、姿态运动的耦合关系发生变化,推力对帆板振动的影响也不同.通过数学仿真验证了轨道控制推力对挠性帆板与卫星姿态的影响.这些动力学特性为卫星轨道控制期间姿态控制问题提供了重要依据.     

基于PZT和脉冲调制控制的挠性卫星振动抑制

针对推力器作为执行机构的挠性卫星大角度姿态机动时帆板的振动抑制问题,提出了伪速率（PSR）调制式喷气控制与基于压电陶瓷（PZT）材料的主动振动控制技术相结合的复合控制方法．该方法的前者是采用传统的PD控制,利用四元数和角速度作为反馈信号,并基于Lyapunov方法证明了姿态的渐近稳定和模态振动的衰减性;另外,为了减少推力器的非线性开关控制激起的挠性结构振动,采用PSR的准线性调制技术使推力器产生所需要的控制力矩的脉冲序列,从而实现大角度姿态机动控制;后者是通过设计正位置反馈（PPF）补偿器以增加结构的阻尼,进一步抑制挠性结构残余振动．数值仿真结果表明,该方法不仅能够使航天器完成对姿态的机动,而且能够抑制帆板的弹性振动．     

数控等离子切割机切割枪自动高低调节系统

分析等离子电弧切割过程，通过弧压采样电路将采样电压信号经A/D转换送入单片机，由I／O口输出控制信号经直流脉冲宽度调速电路控制切割枪高低调节电机，可实现数控等离子切割枪自动高低调节控制．     

基于脉宽调制的程控恒流源设计

详细介绍了程控恒流源电路的设计,分析了电路原理．程控恒流源电路是由单片机片内定时器输出的脉宽调制信号来控制,并用该电压控制恒流源产生可控电流．通过单片机的键盘接口对输出电流进行设定,实现输出电流的连续调节及电流的动态测量．由MSP430单片机及其外围电路经过巧妙的设计构成,电路的性能十分理想．     

自由摆上目标动态平衡控制系统的设计

摆系统因具有高阶次、不稳定、非线性和强耦合等特性而广泛用于控制理论算法的研究与验证中．为达到摆上目标的高精度平衡控制,采用意法半导体有限公司的先进单片机为控制核心,搭配步进电机及其驱动电路、倾角传感器和显示电路搭建了动态平衡控制系统．软件上对倾角传感器数据进行平滑滤波,并采用了智能模糊比例积分控制算法．最后依靠搭建的实验系统进行了重复测试实验,并通过图像传感器采集了光斑在视场内的稳定误差曲线．结果表明,在摆的周期运动过程中,摆上激光笔打出的光斑基本稳定在小幅度范围内,实现了较高精度的平衡控制．     

抗抖型增量编码器转角与转速测量仪的设计

设计了基于抗抖动鉴相电路和PCI-1780数据采集卡的增量式光电编码器转角与转速测量仪,避免了由于抖动产生的测量误差。采用Lab VIEW软件编程,配合数据采集卡,实现了转角及转速的实时采集、处理与存储功能,提高了旋转角度与转速的检测精度和效率。通过分析编码器工作原理以及抖动产生过程,设计了测量仪的抗抖鉴相电路,避免了增量式光电编码器误码的产生。利用Multisim软件进行了仿真分析,验证了设计的有效性。分析结果表明测量仪的测量精度、软硬件便捷性和可靠性高,可广泛应用于各类转角与转速测试系统中。     

关断角控制在交流电机节电运行中的应用

对于长期运行在负载变化大、平均负载率低的电机,会造成巨大的电能消耗.采用降压节能的方法,通过晶闸管调压电路,适当地减少电机端电压,从而达到在不改变电机转速以满足特定工况转速要求的情况下减少不必要的电能消耗的目的.为了避免电机震荡现象,采用以电流关断时刻为基准的晶闸管关断角控制方法,通过理论分析及建模仿真,证实了该方法在节电运行中的可行性.结合模糊控制,提出了关断角模糊控制方法,并研制节电装置样机进行了实验验证.结果表明：关断角控制策略是正确有效的,能够使电机稳定运行,不出现震荡现象,所采用的模糊控制方法能较好地响应负载变化.通过对比是否使用节电装置所消耗的功率情况,得出该节电装置具有较好的节电效果,在空载运行时效果最佳.     

OLED无源驱动电路设计与仿真

基于有机电致发光（OLED）结构及发光机理,分析驱动条件,选择适合OLED的交流驱动方式,设计了一个OLED无源驱动电路,并应用ModelSim仿真软件模拟验证所设计的电路,分析了其特性,得出适合OLED发光的时序信号及控制信号仿真结果.     

起重机负荷限制器的研制

讨论了起重机超载报警时动载的处理方法,介绍了基于单片机的起重机负荷限制器的主测试控制电路及重量、幅角信号的传感器检测与信号调理电路,及负荷限制器控制软件各模块的功能。     

步进电动机自同步运行超前角的控制

本文结合旋转电势换向自同步闭环系统的研究,提出了基于自适应原理的步进电动机自同步闭环系统超前角的控制方式。通过超前角控制,使电磁力矩达到最大值。     

温度实时测控系统的开发

介绍了温度测控系统的设计与开发。该系统通过通用微机对温度进行信号采集、锁存、转换，并对其进行实时的监控与显示，系统同时具有自动启动调节功能。硬件包括信号采集电路、A／D转换电路、信号放大电路、显示与报警电路、自动调节电路、D／A转换电路、微机总线接口电路、读写控制及译码电路；软件以DOS为操作系统平台，采用汇编语言进行开发，完成了计算机对A／D、D／A转换，LED显示和报警以及各个锁存器、驱动器的控制。该系统不但造价低廉、方便易用，且具有很好的扩充性及广泛的实用性。     

多能源集成的四端口高频逆变器控制策略研究

为实现多种能源端口集成,提高逆变器的功率密度,提出了一种四端口高频逆变器电路结构和控制策略.该逆变器通过DC/HFAC/LFAC两级变换,采用脉冲密度调制(PDM)技术,消除了高频脉冲电压低次谐波,并实现了零电压开关.首先提出了逆变器电路结构,分析了PDM控制工作原理和电路工作模态,然后给出了逆变器电路控制实现方法,最后进行了Matlab/Simulink仿真验证.仿真结果证明了该逆变器控制策略的正确性     

带多脉波整流的级联逆变器研究

将多脉波整流和级联逆变器两者的优点相结合,提出了一种采取带自耦变压器的多脉波整流和级联逆变器构成大功率逆变器的组合式变换电路.针对目前阶梯波控制级联逆变器的触发角控制算法仅适用于等电压差模式且不能在线计算的问题,提出了一种适用于电压级差不等模式且可实现触发角在线计算的简易算法.最后通过实验结果验证了理论分析的正确性.该组合式变换电路在大功率逆变器应用中具有较高的实用价值.