基于FPGA的电动舵机滑模控制系统

电动舵机是现代无人机飞控系统的关键组成部分。针对传统电动舵机系统抑制干扰能力差、跟踪精度低、响应速度慢的问题,提出一种改进优化的自适应滑模控制(SMC)算法。首先,在进行系统建模和实验平台搭建时考虑了外界扰动和摩擦间隙等非线性问题,以此为基础设计了新的滑模面函数;其次,通过重新设计切换控制函数,使舵面偏转角度更加准确,有效的提高了系统的跟踪精度;最后,在系统中引入一阶低通滤波器,有效的消除了控制量抖振问题。并通过FPGA芯片实现了该算法,设计实验加以验证。实验结果表明,与传统PID算法相比,改进的滑模控制算法具有较强的抑制干扰能力和较快的动态响应速度,跟踪误差也有明显的下降。由此可见该算法在解决电动舵机的非线性问题方面具有较强的优势,基本满足舵面偏转的精准控制需求,在无人机产品的生产实践中具有较强的实际应用价值。     

航天大功率无刷电动舵机控制器研究

分析了航天大功率无刷直流电动舵机的工作特点,设计了一种基于DSP+ CPLD+IPM的电动舵机控制器.主要完成环路计算,信号的采样、滤波和综合以及故障保护,还提出了高可靠性的上下电管理方法,给出了相关硬件设计和程序设计框图,试验结果证明该舵机控制器具有精度高、响应速度快、可靠性高的优点.     

电动舵机单闭环控制系统研究与设计

为提高电动舵机结构紧凑性,实现电动舵机的单位置闭环,对无刷直流电机驱动与控制策略展开研究。首先,根据无刷直流电机数学模型及PWM驱动逻辑建模,以电路工作原理为基础,对相电流及机械特性进行理论分析。然后,为提高控制精度及抗扰性,提出高频限制二自由度控制算法,并讨论系统稳定性要求。最后,通过仿真表明,单极性驱动下电机具有较好的起动特性,有利于提高控制精度;8°阶跃及200°/s斜坡响应,在频率400 rad/s内闭环相角优于二阶系统;2 rad/s下正弦信号跟踪误差0.027°,结合电位计误差满足精度0.3°要求。无刷直流电机单位置环舵机方案满足系统指标要求。     

电动舵机模糊自适应PID控制方法

介绍了一种模糊自适应PID控制方法,该方法用于电动舵机位置伺服控制系统,不仅克服了简单模糊控制和传统PID控制的一些缺点,而且还通过模糊规则进行推理和决策,实现PID控制器参数的实时优化。仿真及实验结果表明,此方法提高了系统的控制性能,具有良好的控制效果。     

一控四电动舵机控制器设计

电动舵机作为飞行器的执行机构,其体积重量的减少可提升飞行器的性能。论文分析一控四电动舵机伺服控制器结构方案和控制策略,以DSP TMS320F2812和功率芯片IR2136为核心,实现单一控制器控制四套无刷直流电动舵机相互独立工作。研究电动电机系统三闭环变参数控制技术,采用电流环、转速环和位置环全数字变参数PID控制策略,实验验证了系统设计的正确性。     

基于PIC单片机的舵机控制系统设计

以高性能无人机舵机伺服控制系统的研制为背景,介绍了一种基于PIC单片机的高精度伺服控制系统.以PIC单片机为控制芯片产生PWM信号,控制功率驱动电路,驱动直流电动机,实现伺服控制系统.软件采用位置、速度和电流三闭环控制算法,利用模糊控制算法对位置环的PID参数进行实时调整,同时在速度环与电流环中使用积分分离的PI控制算法.实验结果表明,系统具有强抗干扰、响应速度快、可靠性高等特点.     

双余度舵机控制系统设计

为提高舵机系统可靠性,减小系统体积和重量,本文介绍了基于DSP和CPLD的双余度舵机控制系统。该系统选用双余度稀土永磁无刷直流电动机作为舵机本体,对硬件结构进行双余度设计,采用分段PID控制方法,充分考虑双余度电流均衡和系统故障处理,完成了对双余度舵机转动的精确控制,实现了舵面精确偏转。实验结果表明该系统响应速度快、跟踪效果好。     

电动舵机伺服控制器的设计与研究

以TMS320F2812 DSP为核心,永磁同步电动机+滚珠丝杠为作动执行机构,采用id=0控制策略,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,完成对舵机系统的矢量控制.针对机械谐振、力矩耦合及电气参数波动等非线性因素的影响,采用结合模糊控制规则的抗积分饱和PID控制器.实验结果表明,该系统具有控制精度高、响应速度快和跟踪能力强等特点.     

基于VxWorks的AUV数字电动舵机控制器设计

提出了一种基于VxWorks实时操作系统和AT91RM9200的自主水下航行器电动舵机控制器的设计,给出了整体框架、硬件电路图和软件模块设计。采用高精度传感器,模糊PID算法以及双闭环反馈控制,该系统在测试中各项指标参数均达到预期效果,运行稳定可靠。     

基于极点配置的电动舵机控制器设计

介绍了一种极点配置控制器的设计原理和方法,建立了电动舵机位置伺服系统的数学模型,运用基于传递函数的极点配置方法设计电动舵机位置伺服系统控制器,并对系统进行仿真,在实际舵机系统也进行实验.仿真及实验结果表明：该控制系统有较好的动态跟踪性能.     

不确定参数电动舵机滑模变结构控制

针对电动舵机系统要求在有限时间内无误差跟踪目标的问题,研究了Terminal滑模控制方法.针对常规Terminal滑模控制需要知道不确性的上界且容易产生高频抖振的问题,采用模糊技术对电动舵机的不确定性进行估计,并将其与常规Terminal滑模控制结合起来,提出了模糊Ter-minal滑模控制技术.建立了电动舵机的模糊Terminal滑模控制系统结构,给出了控制器的设计方法.实验与仿真结果表明,与常规Terminal滑模控制器相比,模糊Terminal滑模控制器能有效降低抖振,改善了控制器的动态品质.     

纯电动汽车电动助力转向模糊控制策略研究

助力电机和减速装置是纯电动汽车电动助力转向系统（EPS）的核心部件,由于机构本身的惯量以及摩擦阻尼等因素影响EPS系统的转向性能,针对EPS系统响应慢、回正控制不灵敏的问题,提出一种基于模糊控制策略的控制方法来减小EPS系统的回正阻力,从而改善EPS系统的转向性能。其中,建立了EPS系统数学模型,对在实时行驶工况下纯电动汽车的EPS系统电机电流、电机转矩、方向盘转矩为控制对象,为了验证该控制策略的可行性,搭建了纯电动汽车EPS系统硬件在环实验环境,实验结果表明,所采用的模糊PID控制策略能很好的改善实时工况下的EPS系统转向性能。     

音圈电机型快速反射镜的驱动控制系统设计

针对一种两轴四音圈电机驱动的快速反射镜,提出了一种驱动控制方法。该方法为每个电机配置一个高带宽的电流环,通过控制电流给定量的符号和大小,实现同一轴上两台电机的同步推挽运动;为了改善系统阻尼,抑制谐振,提高响应频率,基于快速傅里叶变换(FFT)谱分析的方法,精确测量了快速反射镜传递函数,并引入一个双二阶型校正函数,对快速反射镜的开环响应特性进行改善。实际测试结果表明:快速反射镜高达20 d B的谐振峰得到有效抑制,-3 d B响应带宽由校正前的118 Hz提高到177 Hz,稳定时间由原来的151 ms降低到3.5 ms,超调量由原来的83.3%降低到1.51%,快速反射镜的动态响应得到明显改善,证明了该方法的有效性。     

基于控制接口芯片的波控系统设计

根据波束控制系统对相控阵雷达天线波束的快速、准确控制要求,提出了一种基于专用可编程T/R控制接口芯片,采用具有地址识别功能的串行分布式波控技术,实现了对某SAR雷达系统的波束控制.介绍了该波控系统的设计原理和具体实现方法,并与常用的几种波控系统进行比较,在满足系统对快速布相要求的同时,有效地减少天线阵面上走线,取得良好...     

用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统设计

设计了一种用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统,并进行了检测。首先分析了快速反射镜的驱动原理,并确定系统的主要设计指标;然后以PA92为驱动核心,分别进行输入级电路、滤波电路和高压放大计电路的设计,该系统具有3路驱动通道：一路固定100 V输出;两路0~100 V可变输出,可实现快速反射镜的推拉驱动。实际测试结果表明：该系统输出电压的非线性度为0.075%,最大纹波电压峰峰值为8.2 mV,驱动10μF的等效负载时,100 V大信号阶跃响应上升时间和下降时间约为290μs,实际驱动 S340型快速反射镜时,系统的-3 dB带宽达到326 Hz,提高了快速反射镜的频率响应范围。     

一种智能输液控制系统的设计

针对传统静脉输液控制装置在注射过程中存在滴速控制精度低、换液或突发情况发现不及时、医务人员工作量大等缺点,设计了一种智能输液控制系统,该系统是由MSP430低功耗系列单片机作为主控制器;由步进电机作为系统的执行机构并结合PID算法控制液体滴落速度;由红外对管检测液体的滴速以及储液瓶液位的高低,并将实时滴速以及液位等情况通过CC2530无线通信模块发送到医疗控制站的PC上,医务人员可通过PC实时监控多个病人的输液情况。与现有的输液控制系统相比,该系统增加了紧急报警、体温检测及语音提示功能,使系统更加人性化。     

无人驾驶汽车转向控制单元设计

无人驾驶汽车转向控制单元控制转向系统工作,是实现无人驾驶的关键技术.本文介绍了一种结构简单、易于实现且工作可靠的无人驾驶汽车转向控制单元设计方案.无人驾驶汽车转向控制单元通过CAN总线接收来自中央控制系统发送的转向指令,并按一定的控制策略控制转向系统工作,实现自动转向.文中给出了转向控制单元硬件电路与控制策略设计思路.对设计的转向控制单元进行了实车试验,结果表明,该单元能够控制转向系统实现准确、快速、平稳转向,满足了无人驾驶汽车转向要求.     

永磁伺服电机模糊PID自整定SVPWM控制研究

针对永磁同步电机自身的非线性、强耦合性以及时变性特点,以及传统P ID控制策略不能跟随系统参数的变化而自动做出整定等问题。通过对模糊理论分析,本文提出了一种简单实用的永磁同步电机控制策略,即模糊PID自整定SVPWM控制方式。采取SVPWM 的方式产生三相电流驱动电机,通过模糊逻辑语句建立了模糊控制规则,并实现与 PID 控制参数相结合,实现实时改变电机控制参数功能,并利用 MATLAB工具建立了模糊 PID 自整定SVPWM闭环矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明：系统转速实现无超调,响应速度和扰动恢复时间与传统PID控制方式相比缩短了一半。该方法提高了永磁交流伺服系统的控制精度,具有良好的动静态性能,在工程应用上提供了一种简单、易实现的控制方法。     

电动钻机电控系统故障浅析

随着电动钻机在石油钻井技术的广泛采用,电动钻机的高效稳定运行显得尤为重要。针对电动钻机的关键部分电气控制系统经常出现的一些故障,对其发生的原因进行了分析,探讨了一些解决电气控制系统运行故障的方法与措施。     

分散电气控制系统组态中防误操作设计

根据对多个工程实例的研究,分析了利用分散电气控制系统ECS(E1ectric Control System)组态功能提高电气防误操作水平的可行性和必要性,讨论了单元机组电气防误操作设计原则以及开关操作、顺控开机、顺控停机组态中的防误操作设计要点,并提出了切换开关位置规则防误操作思路。